2023年光学填空题题库

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1、光学动态题库填空题1-1（本题3分）单色平行光垂直入射到双缝上。观测屏上P点两缝的距离分别为r1和r2。设双缝和屏之间充满折射率为n的媒质，则P点处二相干光线的光程差为 。1-2（本题 3 分）在空气中用波长为单色光进行双缝干涉实验时，观 察到干涉条纹相邻条纹的间距为1.33mm，当把实验装置放在水中时（水的折射率n=1.33），则相邻条纹的间距变为 。（1.00mm）1-3（本题 5 分） 如图所示，在双缝干涉实验中SS1=SS2用波长为的光照射双缝S1和S2，通过空气在屏幕E上形成干涉条纹。已知P点处为第三级明条纹，则S1和S2到P点的光程差为 。若将整个装置放于某中透明液体中，P点为第四

2、级明条纹，则该液体的折射率n= 。（1.33mm）1-4（本题 3 分）波长=600nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二级明纹与第五级明纹所相应的空气膜厚度之差为 nm。（900nm）1-5.（本题 3 分）波长为的平行单色光垂直的照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率为n，第二条纹与第五条明纹所相应的薄膜厚度之差是 。1-6. （本题 3 分） 波长为的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，若劈尖角为（以弧度计），劈尖薄膜折射率为n，则反射光形成的干涉条纹中，相邻明条纹的间距为 。1-7.（本题 3 分）波长为的平行单色光，垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖角为，劈尖薄膜的折射率为n，第三条暗纹与第六条暗

3、纹之间的距离为 。1-8. （本题 3 分） 检查滚球大小的干涉装置示意如图（a）。S为单色光源，波长为，L为会聚透镜，M为半透半反镜。在平晶T1，T2之间放置A，B，C三个滚球，其中A为标准件，直径为d0。在M上方观测时，观测到等厚条纹如图（b）所示。若轻压C端，条纹间距变小，则可算出B珠的直径d1= ；C珠的直径d2= 。1-9.（本题 3 分）用迈克尔干涉仪产生等厚干涉条纹，设入射光的波长为，在反射镜M2转动过程中，在总的观测区域宽度L内，观测到总的干涉条纹数从N1条增长到N2条。在此过程中M2转过的角度是 。提醒：1-10. 用迈克尔干涉仪作干涉实验，设入射光的波长为。在转动迈克尔干涉

4、仪的反射镜M2过程中，在总的干涉区域宽度L内，观测到完整的干涉条纹数从N1开始逐渐减少，而后突变为同心圆环的等倾干涉条纹。若继续转动M2又会看到由疏变密的直线干涉条纹。直到在宽度L内有N2条完整的干涉条纹为止。在此过程中M2转过的角度是 。 1-11在折射率为n3的平板玻璃上镀一层薄膜(折射率为n2)，波长为的单色平行光从空气(折射率为n1)中以入射角i射到薄膜上，欲使反射光尽也许增强，所镀薄膜的最小厚度是多少？(n1 n2n2 , n3n2)，观测反射光干涉，从劈尖顶开始，第2条明纹相应的膜厚度e =_.1-26. 用波长为的单色光垂直照射折射率为n2的劈尖薄膜（如图）图中各部分折射率的关系

5、是n1n2n3,观测反射光的干涉条纹， 从劈尖顶开始向右数第5条暗纹中心所相应的厚度e =_.1-27. 在用钠光（ =5893）照亮的缝和双棱镜获得干涉条纹时，将一折射率为1.33的平行平面透明膜插入双棱镜的光路中，如图所示，发现干涉条纹的中心极大（零级）移到本来不放膜时的第五级极大处，则膜厚为_.1-28. 白光垂直照射在镀有e =0.40m厚介质膜的玻璃上，玻璃的折射率n =1.45，介质的折射率n/=1.50，则在可见光(3900 7600 )范围内，波长 =_的光在反射中增强。1-29.光的相干基本条件是：同频率、同振动方向、相位差恒定 。1-30.光的相干补充条件是：光程差不太大、

6、振幅相差不悬殊、光源面积受限制.1-31. 光的干涉分为 法干涉和 法干涉。1-32. 两条振动曲线如图1所示，则振动曲线A 振动曲线B。（超前、落后或同相位） 超前S1S21-33如图2所示，已知s1p = r1，s2p = r2，透明介质1的折射率为n1，厚度为d1，透明介质2的折射率为n2，厚度为d2，则由相干光源s1、s2发出的光波到达观测屏上P点的光程差为 。1-34. 如图3所示，观测迈克尔逊干涉仪的等倾圆条纹，当移动可动镜M2以使它与固定镜M1的象M1间的距离t增大时，条纹将 。（向圆心处收缩、向圆心外扩张或保持不动）1-35. 如图4所示，若劈形薄膜等厚干涉的明纹条件是（k为整

7、数，为入射波长），则n1 n2 n3。（ ）1-36. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入折射率为n、厚度为d的透明薄片，则放入后两光路光程差的改变量是 。1-37. 在杨氏双缝干涉实验中，若使双缝间距减小，则屏幕呈现的干涉条纹间距变 ；若使双缝到屏的距离减小，则干涉条纹间距变 。（ 宽 或 窄 ）1-38. 在杨氏双缝干涉实验中，若使入射光波波长变大，则干涉条纹变 ；若使屏幕与双缝间距离变小，则干涉条纹变 。（ 密 或 疏 ）2-1. 复色光入射到光栅上，若其中一光波的第三级最大和=6900埃 的红光的第二级最大刚好重合,则此光波的波长为 埃。2-2. 在单缝衍射中，若单缝两边沿A、B发出的单

8、色平行光到达空间P点的光程差为，则A、B间可分为 个半波带，P点处为 条纹。单缝衍射的中央明条纹的角宽度为 。2-3. 通常可以根据光源和考察点到障碍物的距离把衍射现象分为两类： 衍射和 衍射。2-4. 波长为的单色平行光经半径为的圆孔衍射后，在屏上形成同心圆环形状的明暗条纹。中央亮斑称为 。根据瑞利判据，圆孔最小分辨角 。2-5. 惠更斯菲涅耳原理的基本内容是：波阵面上各面积元所发出的子波在观测点P的_，决定了P点的合振动及光强。2-6在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级安稳的衍射角很小，若钠黄光(5890)中央明纹宽度为4.0mm，则=4420的蓝紫色光的中央明纹宽度为_.2-7一束单色光垂

9、直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第_1_级和第_3_级谱线。2-8单色平行光垂直照射一侧狭缝，在缝后远处的屏上观测到夫琅和费衍射图样，现在把缝宽加倍，则透过狭缝的光的能量变为_2_倍，屏上图样的中央光强变为_1_倍2-9一双缝衍射系统，缝宽为a，两缝中心间距为d。若双缝干涉的第4,8, 12, 16,级主极大由于衍射的影响而消失（即缺级），则d/a的最大值为_.2-10半径为=1.2cm的不透明圆盘与波长为=6000位于圆盘轴线上的点光源间距为R=10m.在圆盘后面r0=10m处的轴线上P点观测，该圆盘遮住的半

10、波带个数k=_2-11一会聚透镜，直径为3cm，焦距为20cm. 照射光波长550nm. 为了可以分辨，两个远处的点状物体对透镜中心的张角必须不小于_rad（弧度），在透镜焦平面上两个衍射图样的中心间的距离不小于_m.2-12惠更斯引入_的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用_的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯菲涅耳原理2-13平行单色光垂直入射在缝宽为a=0.15 mm的单缝上，缝后有焦距为f=400 mm的凸透镜，在其焦平面上放置观测屏幕，现测得屏幕上中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为8 mm ，则入射光的波长为=_2-14. 一毫米内有500条刻痕的平面透射光栅， 用平行钠光束

11、（=5890）与光栅平面法线成30角入射，在屏幕上最多能看到第_级光谱2-15. 若在某单色光的光栅光谱中第三级谱线是缺级，则光栅常数与缝宽之比（a+b）/a的各种也许的数值为_2-16. 在透光缝数为N的平面光栅的衍射实验中,中央主极大的光强是单缝衍射中央主极大光强的_倍,通过N个 缝的总能量是通过单缝的总能量的_倍.2-17. 一远处点光源的光, 照射在小圆孔上,并通过圆孔后紧靠孔的会聚透镜,在透镜焦面上,将不是出现光源的几何象点,而是一个衍射斑,衍射斑对小孔中心展开的角大小与_成正比与_成反比2-18一物体作余弦振动，振扶为1510-2 m，圆频率为6 s-1，初相位为0.5，则振动方程

12、为x =_.2-19在单缝夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那么光线1与3在幕上P点相遇时的位相差为_，P点应为_点2-20波长为=4800的平行光垂直照射到宽度为的a=0.40 mm单缝上，单缝后透镜的焦距为f = 60 cm，当 单缝两边沿点A、B射向P点的两条光线在点的位相差为时，点离透镜焦点O的距离等于_2-21若把光栅衍射实验装置浸在折射率为n的透明液体中进行实验，则光栅公式为_。同在空气中的实验相比较，此时主最大之间的距离_（填变大、变小或不变）。2-22. 如图所示双缝，d = 2a则单缝衍射中央亮区中具有_个明条纹2-23一个半径大小可变的圆孔，放在与屏相距

13、D处，波长为的单色平行光垂直照射到圆孔上，现在令圆孔半径从零开始逐渐 增大，则屏上衍射图样中心处的光强初次变为零时，圆孔的半径R=_2-24一透镜光栅正好能在一级谱中分辨钠双线(5896和5890)，则此光栅的透光缝数为_。2-25在两个偏振化方向正交的偏振片之间平行于偏振片插入一厚度为L的双折射晶片，晶片对o光、e光的折射率为n0和ne。晶片光轴平行于晶面且与前一偏振片的偏振化方向间有一夹角。一单色自然光垂直入射于系统，则通过后一偏振片射出的两束光的振幅大小_，它们的位相差 =_。2-26X射线投射到间距为d的平行点阵平面的晶体上，则发生布喇格晶体衍射的最大波长为： 3-1. 根据费马原理可

14、以推出，物体上任意发光点所发出的光束经主轴附近的球面反射或折射后，能成像于单独一点的条件是： 。3-2. 要使物经共轴光具组后抱负成像，必须满足的两个基本条件是 和 。3-3. 费马原理是几何光学的理论基础，其具体内容是：；3-4. 费马原理是几何光学的理论基础，写出其数学表达式：极值 ；3-5. 举出光程为极大值、极小值、常数值的实例各一个；3-6. 几何光学中最基本的几个实验定律是：（1） ；（2） ；（3） 。3-7. 共轴光具组抱负成像时，像距、物距以及焦距之间普遍满足高斯公式： 和牛顿公式： 。3-8. 在几何光学系统中，唯一能完善成像的是 镜。 3-9. 设三棱镜的顶角为60度，单

15、色光在棱镜中的折射率为1.414，则最小偏向角为 。3-10. 一薄透镜放在两种透明介质中间，其物方和像方折射率分别为和，则透镜的物方焦距 和像方焦距一般不相等，且满足关系 。3-11. 由折射率n1.65的玻璃制成的薄双凸透镜，前后两球面的曲率半径均为40cm，则焦距等于 cm。4-1. 光学仪器的基本原理重要是研究光学仪器的 本领、 本领和 本领。4-2. 有效光阑是光学系统中限制入射光束 的光阑；4-3. 入射光瞳的求法是： ；4-4. 出射光瞳的求法是： ；4-5. 显微镜物镜的聚光本领取决于显微镜物镜的 数值孔径 ，其值越大，显微镜物镜的聚光本领 越大 ，显微镜物镜的分辨本领 也越大

16、 。4-6. 望远镜物镜的聚光本领取决于望远镜物镜的相对孔径，其值越大，望远镜物镜的聚光本领 越大 ，望远镜物镜的分辨本领 也越大 。4-7. 用指定材料（一定）的棱镜分光仪，棱镜的折射棱角越大，角色散率 ，光谱展的越开；棱镜底面宽度越小，色分辨本领 。（ 越大 或 越小 ）。4-8. 判断两个非相干物点可以分辨的依据是瑞利判据，其内容为： ；4-9. 一架显微镜，物镜焦距，中间像成在物镜第二焦点后面处，假如使用放大本领为的目镜，则显微镜总的放大本领为 。 800mm4-10. 一架照相机，拍摄较近物时的光圈数为，而拍摄较远物时的光圈数为，则该照相机在拍摄较近和较远物体时所得像面的照度之比为

17、。4-11. 一天文望远镜的物镜直径为，像方焦距；目镜的像方焦距，直径为，则该望远镜的放大本领为 ；若进入望远镜的光为单色光，波长为，则此时可以分辨清楚的物镜焦平面上两像点间的最小距离为 。5-1. 以强度为I0的偏振光入射于检偏器，若已知检偏器和起偏器的偏振化方向之间的夹角是60度，则经检偏器后的光强为 。5-2. 自然光由空气入射到某种玻璃的界面上，当入射角为60度时，发现反射光为完全偏振光，则此种玻璃的折射率是 。5-3. 波的振动方向对于传播方向的不对称性叫 ，它是横波区别于纵波的一个最明显的标志，只有 才有偏振现象。5-4. 光的偏振态有五种，即：、和圆偏振光。5-5. 哪几种光通过

18、四分之一波片后，可变为圆偏振光： 。5-6. 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片方向成450角。已知通过此两偏振片后的光强为I，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为_.5-7. 使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1、P2和P3。与的偏振化方向成450角。则透过三块偏振片的光强I为_5-8. 如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照射狭缝S，在屏幕上能看到干涉条纹。若在双缝S1和S2的前面分别加一同质同厚的偏振片P1、P2 ，则当P1与P2的偏振化方向互相_时，在屏幕上仍能看到很清楚的干涉条纹。5-9. 一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上， 就偏振状态来说则反射光为_线偏

19、振_，反射光矢量的振动方向_垂直入射面_，透射光为 部分偏振光 。5-10. 如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上，发生反射和折射。已知反射光是完全偏振光，那么折射角r的值为_.5-11. 在以下五个图中，前四个图表达线偏振光入射于两种介质分界面上，最后一图表达入射光是自然光，n1、 n2为两种介质的折射率，图中入射角i0=arctg(n2/ n1)，ii0 试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线，并用点或短线把振动方向表达出来。5-12. 用方解石晶体(none)切成一个顶角A = 300的三棱镜，其光轴方向如图，若单色自然光垂直AB面入射（见图）。试定性的

20、画出三棱镜内外的光路，并画出光矢量的振动方向。5-13. 圆偏振光通过四分之一波片后，出射的光一般是_偏振光。5-14. 一束钠自然黄光(=589.310-9m)自空气(设n=1)垂直入射方解石晶片的表面，晶体厚度为0.05 mm，对钠黄光方解石的主折射率no=1.6584、ne =1.4864，则o、e两光透过晶片后的光程差为_m，两光透过晶片后的位相差为_rad (弧度)5-15. 一束自然光入射在尼科耳棱镜上，如图。请定性画出折射光线，并注明折射光线光矢量的振动方向。5-16. 波长为600 nm的单色光，垂直入射到某种双折射材料制成的四分之一波片上。已知该材料地非寻常光的主折射率为1.

21、74，对寻常光的折射率为1.71，则此波片的最小厚度为_5-17. 如图所示，一束线偏振光垂直的穿过一个偏振片M和一个1/4波片N，入射线偏振光的光振动方向与1/4波片的光轴平行，偏振片M的偏振化方向与1/4波片光轴的夹角为450，则通过M后光是_偏振光；通过N后的光是_偏振光.5-18. 本来为光学各向同性的介质，在机械应为作用下，显现出光学各向异性即产生双折射现象，称为_效应；在外加电场作用下，发生双折射现象，称为_效应；在外加磁场的作用下，发生双折射现象，称为_效应。5-19. 一束光垂直入射在偏振片上，以入射光线为轴转动，观测通过的光强的变化过程，若入射光是_光，则将看到光强不变；若入

22、射光是_，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗，若入射光是_，则将看到明暗交替变化，但不出现全暗。5-20. 要使一束光偏振光通过偏振片之后振动方向转过，至少需要让这束光通过_块抱负偏振片。在此情况下，透射光最大是本来光强的_倍5-21. 用互相平行的一束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透射光强的最大值为最小值的5倍，则入射光中，自然光强I0与线光强I之比为_5-22. 当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时，就偏振状态来说反射光为_线偏振_光，其振动方向_垂直_于入射面。5-23. 布儒斯特定律的数学表达式为_。式中_为布儒

23、斯特角；_为折射媒质对入射媒质的相对折射率.5-24. 附图表达一束自然光入射到两种媒质交界平面上产生反射光和折射光。按图中所示的各光的偏振状态，反射光是_光，折射光是_光；这时的入射角称为_角.5-25. 某一块石玻璃的折射率是1.65，现将这块玻璃浸没水中(n=1.33)欲使从这块玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的,则光由水射向玻璃入射角应为_.5-26假如从一池静水(n=1.33)的表面反射出来的太阳光是完全偏振的,那么太阳的仰角(见图)大体等于_.在这反射光中的E矢量的方向应_5-27. 当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时,若反光为完全偏振光,则折射光为_偏振光,且反射光线

24、之间的夹角为_.5-28. 假设某一介质对于空气的临界角是45,则光从空气射向此介质的不儒斯特角是_.5-29. 一束线偏振的平行光,在真空中波长为589nm (1 nm=10-9m),当垂直入射到方解石晶体上,晶体的光轴和表面平行,如图所示,已知线偏光直入射到方解石面上,晶体的光轴和表面平行,如图所示,已知方解石晶体对此单色光的折射率为no=1.658, ne=1.486,这晶体中的寻常光的波长o=_ , e=_.5-30. 将方解石晶体磨制成薄片,其光轴平行于表面,且厚度d满足下式: (no- ne )d=k+/d,式中为入射光波长,k为正整数,这种晶体薄片称为_波片.5-31. 通过_和

25、_或_等的作用,可使光学各向同性介质变为各向异性介质,从而产生人为双折射现象.5-32. 某些各向同性的透明介质在外加电场作用下会表现出双折射现象,其中克尔(Kerr)效应是指介质中o光和e光的折射率差值(ne- no)正比电场的_次方现象,克尔效应最重要的特点是_.6-1. 色散介质中， 色散情况下，群速小于相速；6-2. 色散介质中， 色散情况下，群速大于相速；6-3. 色散介质中， 色散情况下， 速有也许大于光速；6-4Rayleigh散射光强与光波频率的 次方成 比。6-5透明介质的色散（）一般近似地与光波波长的 次方成 比。7-1相速表达 的传播速度，群速表达 的传播速度。7-2.

26、哪些实验说明光具有粒子性？ 。7-3. 反映光的量子性的实验有（3个以上）： ；7-4. 光电效应与康普顿效应的重要区别是：入射的光子能量不同。光电效应中光子能量与金属对电子的束缚能相比拟，能量守恒；康普顿效应中光子的能量很大于原子核对电子的束缚能，光子与电子碰撞时，不仅能量守恒，动量也守恒 。8-1产生激光的条件是： 有能实现粒子数反转的工作物质和稳定的光学谐振腔，且增益系数满足阈值条件，以达成受激辐射很大于吸取、自发辐射和损耗的目的 。 ；8-2粒子数反转的条件是： ；8-3激光器谐振腔的作用是 (3条)：好的方向性；好的单色性；光放大作用 ；8-4. 激光的重要特点有 方向性好 、 单色性好 、亮度高等。8-5. 通常把既能记录光波 振幅 的信息，又能记录光波 相位 信息的照相称为全息照相。8-6. 若全息图干板被打坏成多块碎片，则其中的一片碎片 还可以 重现原物的完整形象。