光学试卷及答案,.doc

海量资源，欢迎共阅<光学>期终试卷(一)班级学号姓名成绩一. 选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1. 下列说法正确的是A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的;B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的2. 光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是A.频率;B.波长C.速度;D.传播方向3. 在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有A.增大入射光的波长;B.增大接收屏与镜的距离C.增大两平面镜的夹角;D.减小光源与双面镜交线的距离4. 白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜色(肥皂水的折射率为1.337)A.红色B.紫红色C.绿色D.青色5. 光栅光谱谱线的半角宽度与下列哪项无关?A.谱线的衍射角B.光谱的级次C.光栅常数D.光栅的总缝数6. 光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于A.入射光的颜色B.入射光的频率C.仅仅入射光的强度D,入射光的强度与颜色7. 球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一个半波带在P点产生的振动之振幅的A.1/2倍B.1倍C.2倍D.4倍8. 天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了A.提高入射光的光强B.提高分辨本领C.能看到更大的像D.能看到更清晰的像9. 使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是:A.平面偏振光B.椭圆偏振光C.部分偏振光D.圆偏振光和平面偏振光的混合10.关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的?A.负晶体,V>Ve,n<neB.正晶体,V>Ve,n.>neC.负晶体,V<Ven.>neD.正晶体,V<Ve,n>ne二.填空(每小题2分,共20分)1. 从一狭缝射出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm远的幕上,若此两狭缝相距为0.2mm,幕上所产生的干涉条纹中两相邻亮纹间距离为3.60mm,则此单色光的波长为mm2. 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的透明介质片,放入后,两束光的光程差改变量为3. 用镜头焦距为50mm的相机拍摄月球照片,已知月球的直径为3.48106m,离地球距离为3.8108m,则底片上月球像的直径为mm4. 一焦距为-60mm的双凹透镜,安装在半径为60mm,折射率为1.5平凸透镜前面120mm处,则系统的有效焦距为mm5. 波长为500nm的单色光垂直照射到宽为0.25mm的单缝上,单缝右面置一凸透镜以观察衍射条纹,如果幕上中央条纹两旁第三个暗条纹间的距离为3mm,则其透镜的焦距为mm6. 当圆孔中露出4/3个半波带时,衍射场中心强度与自由传播时强度之比为7. 已知某玻璃的折射率为1.54,当入射角为布儒斯特角时,其表面反射率为8. 两尼科尔棱镜主截面间的夹角由30转到45,则透射光光强将由原来的I变为9. 人眼观察远处物体时,刚好能被人眼分辨的两物点对瞳孔中心的张角,称为人眼的最小分辨角,若瞳孔的直径为D,光在空气中的波长为,n为人眼玻璃状液的折射率,则人眼的最小分辨角为10. 一玻璃管长3.50m,内贮标准大气压下的某种气体,若这种气体在此条件下的吸收系数为0.1650m-1则透射光强度的百分比为三.试用作图法找像的位置和大小(5分)QPF1H1H1 F1F2H2H2F2四.论述题(10分)试论述产生干涉的条件.五.计算题(每题10分,共40分)1.一厚透镜的焦距f=60毫米,其两焦点之间的距离为125毫米,若:(a)物点置于光轴上物方焦点左方20毫米处;(b)物点置于光轴上物方焦点右方20毫米处,问这两种情况下象的位置各在何处.2.如图所示,平凸透镜的曲率半径R=10米,n=1.50,平板玻璃板由两部分组成:左和右的折射率分别为n3=1.50和n4=1.75.平凸透镜n1与玻璃板接触点在这两部分平玻璃板相接之处,中间充以折射率为n3n41.62的液体.若用单色光垂直照射,在反射光中测得右边第j级亮条纹的半径rj=4毫米,j+5级亮条纹的半径rj+5=6毫米,求左边第j级亮条纹的半径.3.用可见光(760nm400nm)照射光栅,其夫朗和费衍射的一级光谱和二级光谱是否重叠?二级和三级又怎样?如果不重叠,求整个光谱的角宽;如果重叠,指出重叠的波长范围.4.有一厚度为0.04毫米的方解石晶片,其光轴平行于晶片表面,将它插入正交尼科耳棱镜之间,且使光轴与第一尼科耳棱镜主截面成不等于0,90的任意角度.试问可见光中哪些波长的光不能透过这一装置.已知方解石的折射率ne=1.6584,no=1.4864.<光学>期终试卷(二)一.选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1.两个光焦度1.2大于零的薄透镜,在空气中怎样组合时,才能得到一个发散的共轴透镜组?A.两透镜之间的距离d=0B.两透镜之间的距离d>(1+2)/(12)C.两透镜之间的距离d<(1+2)/(12)D.不可能2.下列说法正确的是A,如物体和像重合,说明该光学系统一定存在一个反射光学元件B.一个物体经一折射成像系统,也可以成像于物体所在位置上C.经一成像光学系统后,物和像重合,说明光路是可逆的D.一实物经光学系统后其像和物体重合,则必定是虚像3.两平行光的干涉条纹为直线,增大干涉条纹间距的方法有A.减小光的波长;B.增大两平行光的夹角C.改变接收屏的位置;D.减小两平行光的夹角4.在杨氏双缝干涉实验中,如果光源缝慢慢张开,则A.条纹间距减小;B.干涉条纹移动C.可见度下降;D.干涉条纹没有变化5.在光栅的夫朗和费衍射中,当光栅在光栅平面内沿刻线的垂直方向上作很小移动时,则衍射花样A. 作与光栅移动方向相同的方向移动B. 作与光栅移动方向相反的方向移动C. 中心不变,衍射花样变化D. 没有变化1. 随着绝对温度的升高,黑体的最大辐射能量将A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.取决于周围环境D.不受影响2. 波带片同普通透镜一样,可以对物体成像A.普通透镜的焦距随波长的增大而增大，波带片的焦距随波长的增大而减少B.波带片与普通透镜的成像原理是相同的C.如两者的焦距相同,则对同一物点其像点位置也相同D.同普通透镜一样,波带片也具有从物点发出的各光线到像点是等光程的3. 用显微镜对物体作显微摄影时,用波长较短的光照射较好,是因为A.波长越短,分辨率越高B.波长越短,底片越易感光C.波长越短,显微镜放大率越大D.以上都不对4. 右旋圆偏振光垂直通过1/2波片后,其出射光的偏振态为A.线偏振光;B.右旋圆偏振光C.左旋圆偏振光;D.左旋椭圆偏振光10.关于晶体的主平面,下列说法正确的是A. e光主平面一定在入射面内B. e光主平面与e光的振动方向垂直C. O光主平面与O光振动方向平行D. O光主平面是O光与光轴所确定的平面二填空题（每小题2分，共20分） 如果法布里珀罗干涉仪两反射面之间的距离为1.00cm,用波长为500nm的绿光作实验,则干涉图象的中心干涉级为 在一个折射率为1.50的厚玻璃板上,覆盖有一层折射率为1.25的丙酮薄膜,当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时,发现波长为600nm的光产生相消干涉,而波长为700nm的光产生相长干涉,则此薄膜的厚度为nm 一微小物体位于凹面镜镜顶左侧4cm处,凹面镜的曲率半径为12cm,象的放大率为 双凸透镜的折射率为1.5,其两面之曲率半径为10cm,如其一面镀以水银,使其成为凹面镜,在距透镜20cm处放一光点,光线自左向右,由未镀银之面射入,则其所成象在cm处 一波长为624nm的平面波垂直地照射到半径为2.09mm的圆孔上,用一与孔相距1m的屏截断衍射花样,则发现中心点出现 单色平行光垂直地入射到一缝距d为1.1297mm的双缝上,在缝后距其为D处的幕上测得两相邻亮条纹的距离x为0.5362mm,如果原来D>>d，现将幕移到50.00cm后，幕上相邻亮纹间的距离增到x为0.8043mm,则光波波长为um 有一厚度为5cm，极板间距离为1mm的克尔盒放在正交的起偏器和检偏器之间，其中所盛液体的K为2.13cm/V。若以频率为10HZ,峰值电压为6000V的高频电压加在克尔盒的极板上,则当波长为546nm的线偏振光通过克尔盒时,每秒钟遮断次数为 强激光束经一直径为2mm的光阑后射向月球,若再加一个“10”的望远镜扩束装置后再射向月球,则两种情况下射在月球上的光斑直径,后者前者(填大于,小于,等于) 某种玻璃对不同波长的折射率在波长为400nm时，折射率为1.63；波长为500nm时，折射率为1.58,若柯西公式的近视形式n=a+b/2适用,则此种玻璃在600nm时的色散率dn/d为cm-1 利用布儒斯特定律可以测定不透明物质的折射率,今测得某种不透明介质的起偏角为58,则其折射率为三.试用作图法找像的位置和大小(5分)QFFP四.论述题(10分)试论述干涉和衍射的区别与联系,试用杨氏双缝干涉实验加以说明.一. 计算题(每题10分,共40分)1.空气中双凹厚透镜的两个凹面半径r1和r2分别为-8厘米和7厘米,沿主轴的厚度为2厘米.玻璃折射率n为1.5.求焦点和主平面位置,一物点位于焦点F处,求其象点位置.2.比耶对切透镜是由焦距为f=10厘米的薄会聚透镜从中间截取宽度为a后剩下的两个半截对接构成.在距其x=3/2 f处置一宽度为b的缝状光源,发出的光波长为597nm,缝上不同点所辐射的光是不相干的.在对切透镜的另一侧L=330厘米处置观察屏,试问当狭缝的宽度为多少时,屏上干涉条纹消失?3.用一个每毫米有500条缝的衍射光栅观察钠光夫朗和费谱线(589nm),问平行光(1)垂直入射和(2)以入射角30入射时,最多能看到第几级谱线?4.把一个棱角为0.33的石英劈尖,其光轴平行于棱,放置在正交的尼科耳棱镜之间.当=656.3nm的光通过这个装置时,产生干涉.试计算相邻两条纹间的距离.已知该波长入射时,石英的折射率ne=1.55,no=1.54.光学期终试卷（三）一、 选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1.一个置于空气中的非对称薄透镜，在其光轴上产生一个点状物体的象点，如果将此透镜翻转过来（沿通过透镜中心且垂直于光轴的铅垂轴转过1800），象距将A不变B变大C变小无法确定2、下列说法正确的是（）A 对单个凸透镜光学系统来说，入射光和出射光相互平行，说明入射光必经过凸透镜的光心；B 入射光和出射光相互平行，说明其角放大率为+1；C 入射光和出射光相互平行，说明入射光必经过节点；D 入射光和出射光相互平行，说明入射光必经过主点。3、利用迈克耳孙干涉仪获得等倾干涉条纹，增大干涉条纹的间距的方法有A 增大等效空气层的厚度hB减小入射光的波长C.减小等效空气层的厚度hD以上说法都不对4、光强都为I0的两列相干波发生相长干涉时，其光强度是A2I0B4I0 CI0DI05、由太阳光在雨滴上的作用而产生虹的原因是A 仅在于反射B仅在于折射C反射和衍射D反射和折射E反射和干涉6.用单色光做单缝衍射实验时，当缝的宽度比单色光的波长大很多时，观察不到衍射条纹，这是因为A 零级条纹集中了太多的光能，其它高级次极大不明显B 光程差太大，以致衍射光之间几乎不相干C 各条纹的衍射角太小，几乎重叠在一起，以致不能分辩D 以上都不对7、在光栅光谱中，下列描述正确的是A 级次越高，各种波长谱线展得越开，谱线越宽B 级次越高，各种波长谱线展得越开，谱线越窄C 级次越高，各种波长谱线越展不开，谱线越窄D 级次越高，各种波长谱线越展不开，谱线越宽8、为正常眼调好的显微镜，当近视眼的人使用时，应怎样调节？A 减小物距B增大物距C缩短镜筒D拉长镜筒9.右旋椭圆偏振光垂直通过波片后，其出射光为A.左旋圆偏振光B线偏振光C右旋椭圆偏振光D左旋椭圆偏振光10、关于晶体主平面，下列说法正确的是A 主平面是光轴和晶面法线所确定的平面B 主平面是晶体内光线和晶面法线所确定的平面C 主平面是光轴和晶体内光线所确定的平面D 以上说法都不正确二、 填空题（每小题2分，共20分）1、 用波长为650nm之红色光作杨氏双缝干涉实验，已知狭缝相距10-4m从屏幕上量得相邻亮条纹间距为1cm，则狭缝到屏幕间距为m。2、 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间充以液体时，则第10个亮环的直径由1.4cm变为1.27cm，故这种液体的折射率为。3、如图所示，将凸透镜L的主轴与X轴重合，Y光心O就是坐标原点，透镜焦距为10cm，现有L一平面镜M置于y=-2cm，Ox>0的位置处，则光源P应位于处，才使眼睛从平面镜反x-2射光中看到最后的像位于P(-10cm,-12cm)MP(-10,-12)4、将折射率为n=1.50的玻璃构成的薄凸透镜完全浸入折射率为n=的水中时，试问透镜的焦距f与空气中的薄凸透镜焦距f0之比值为。5、波长为入=5460的单色平行光垂直投射于缝宽a为0.10mm的单缝上，在缝后置一焦距为50cm，折射率为1.54的凸透镜。若将该装置浸入水中，试问夫浪和费衍射中央亮条纹的宽度为mm。6、若一个菲涅耳波带片只将前五个偶数半波带挡住，其余地方都开放，则衍射场中心强度与自由传播时之比为。7、已知水晶对钠黄光的旋光度为21.750/mm,则左右旋园偏振光折射率之差n为。8、在直径为3m的园桌中心上面2m高处挂一盏发光强度为200cd的电灯，园桌边缘的照度为lx。9、波长为0.10的X射线光子迎头撞击电子后反冲回来，则电子获得的动能为J。10、若光在某种介质中的全反射临界角为450，求光从空气射到该介质界面时的布儒斯特角为。三、 试用作图法找到像的位置及大小（5分）QFFHHP四、 论述题（10分）从惠更斯原理，惠更斯菲涅耳原理至基尔霍夫衍射理论是如何发展起来的？五.计算题(每题10分,共40分)1.已知置于空气中的半玻璃球,其曲率半径为r,折射率为1.5,平面一边镀以银.如图所示,一物体PQ,放在曲面顶点的前面3r处.求:(a).由球面所造成的第一个象的位置.Q(b).经反射镜所造成象的位置.Pr(c).经整个光组成象的位置.3r2.如图所示,A为平凸透镜,B为平板玻璃板,C为金属柱,D为框架,AB之间有空隙,图中绘出的是接触的情况.而A固结在框架的边缘A上.温度变化时,C发生收缩,而A、B、D都假设不发生收缩.用B波长为633nm的激光垂直照射.试问:在温度变化时,若观察到10个DC亮条纹移到中央而消失,问C的长度变化了多少毫米?3.一光栅的光栅常数d=4mm,总宽度W=10cm,现有波长为500nm和500.01nm的平面波垂直照射到这块光栅上,选定光栅在第二级工作.问这两条谱线分开多大的角度?能否分辨此双线?4.平行于光轴切割的一块方解石晶片,被放置在一对尼科耳棱镜之间,光轴方向与两个棱镜主截面均成15角,求:(1)从方解石射出的o光和e光的振幅和光强;(2)投影于第二个尼科耳棱镜的o光和e光的振幅和光强;设入射的自然光的光强为I0=A2.光学试卷(四)一、选择题：(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案).一薄凸透镜的焦距大小为f1，一薄凹透镜的焦距大小为f，满足什么条件才能使平行光入射两透镜组合的系统后出射光仍为平行光？A.f1<f2B.f1=f2 C.f1>f2D.以上全都可以.关于物和像，下列说法正确的是：A.入射光是从物体上发出来的光线;B.像点就是出射光线的会聚点;C.一个理想成像光学系统对一个物点来说必定只有一个对应的像点;D.因为光路是可逆的,所以一个像点同时也是一个物点。.在牛顿环实验中,要增大干涉条纹的间距可以A.增大平面玻璃与透镜球面之间的折射率;B.增大透镜球面的曲率半径;C.缩小入射光的波长;D.增大平面玻璃与透镜球面之间的距离。.有两束相干光相遇而产生干涉现象,下列哪个因素对干涉条纹的可见度没有影响A.振幅大小B.振动方向C.频宽D.波长长短.天空中的蓝色可以认为是下列的哪一种原因引起的?A.太阳光受大气的散射;B.太阳光受大气的折射;C.太阳光在小水滴内的全反射;D.太阳光的吸收;E.太阳光受大气中微粒的衍射。.用单色光做单缝衍射实验时,单缝的宽度比单色光波长小很多时,观察不到衍射条纹,是因为A.衍射光太弱B.衍射角太大,以致只能观察到零级条纹的一部分C.各级衍射条纹都重叠在一起,分辨不清D.以上都不对.光栅中透明缝的宽度与不透明缝的宽度相等时,除中央亮条纹外,哪些亮纹将不出现?A.所有偶数级B.所有奇数级C.2级D.1级.调准一架望远镜,使它具有最大的放大本领和最大的视场,下面哪种叙述是正确的?A.通过物镜形成的实像在它的焦平面上B.通过目镜形成的虚像在眼睛的明视距离处C.眼睛位于通过目镜形成的物镜的像出现的地方D.通过物镜形成实像在目镜的焦平面上.线偏振光垂直通过1/2波片后,其出射光为A.左旋圆偏振光B.右旋圆偏振光C.右旋椭圆偏振光D.线偏振光10.从尼科耳棱镜透射出来的非常光,入射到各向同性介质中时A.不遵从折射定律B.遵从折射定律C.可能遵从,也可能不遵从D.不能确定二填空题：（每小题分共分）1 设洛埃镜实验中光源发射出波长为L10-4mm单色光，直射光S1A垂直于S1 A屏且与过镜面的B点的反射光交于屏上h相同点A，设L=1m,h=2mm.则A点应是B干涉条纹中强度的。2 如果波长可连续变化的平面光波正入射到涂有一层薄油膜的厚玻璃上。发现在波长为500nm与700nm处为完全相消干涉，而在这两波长间无其它波长发生相消干涉。设玻璃折射率为1.50,则此油膜折射率一定玻璃折射率.(填大于,小于,或等于)3 薄凸透镜的半径为2cm,其焦距为20cm,有一点光源P置于透镜之轴上左方离镜30cm处。在透镜右方离透镜50cm处置一光屏，以接收来自P发出而经过透镜之光，光屏与镜轴垂直，光屏受光部分具有一定的形状及大小，今将光屏移至离透镜子cm远处，才能使受光部分之形状及大小与前相同。4 将折射率n1=1.50的有机玻璃浸在折射率为n2=1.10的油中，试问临界角ic为。5 已知菲涅耳波带片第4个半波带的半径p4为10.0mm,如用波长为1.06m的单色平面光照射，则其主焦距为m。6 波长为520nm的单色光垂直投射到2000线/厘米的平面光栅上,试求第一级衍射极大所对应的衍射角近似为。7. 设自然光以入射角57。投射于平板玻璃面后，反射光为平面偏振光，试问该平面偏振光的振动面和平板玻璃面的夹角为。8. 为正常眼调好的显微镜，患近视眼的人使用时应物距。（填增大、减小）9. 天空某一恒星的黑体辐射为6000K,则具有最大发射强度单位波长的波长范围为。10. 光波垂直入射到折射率为n=1.33的深水表面的反射光和入射光强度之比。三、用作图法找像的位置及大小。(分)BACDFHHF四、论述题。(10分)把光作为波动处理实际问题时,什么时候作干涉处理,什么时候作衍射处理?五.计算题(每题10分,共40分)1.一消色差目镜由两个薄会聚透镜组成,两透镜之间距离d等于第一个透镜的焦距f1,求第二个透镜的焦距f2,以及目镜的焦距及其主平面的位置.2.平行光垂直入射一从中间发生厚度突变的玻璃板上,如图所示,透射光经透镜会聚到焦点上.玻璃的折射率为n=1.5,厚度变化量d=2/3l,求透镜焦点处的光强.已知玻璃板没有突变时,焦点处的光强为I0.f3.用波长为624nm的单色光照射一光栅,已知光栅的缝宽为0.012毫米,不透明部分为0.029毫米,缝数为103条.(1)单缝夫朗和费衍射图样的中央角宽度;(2)单缝衍射图样中央宽度内能看到多少级光谱:(3)谱线的半角宽度为多少?4.两尼科耳棱镜主截面夹角为60.中间插入一块水晶的四分之一波片,其主截面平分上述夹角,光强为I0的自然光入射,试问:(1)通过四分之一波片后的偏振态;(2)通过第二尼科耳棱镜的光强.<光学>期终试卷(五)一,选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1. 试判断下列几种说法,正确的是A.平面反射镜所成的像必然是虚像B.凸面反射镜所成的像必然是虚像C.透镜成像时,可能有色差,而反射镜所成的像不会有色差D.空气中的凹透镜不可以得到正立放大的实像2. 关于组合光学系统,下列说法不正确的是A.组合系统主点的位置与物点的位置有关B.组合系统主点的位置与物点的位置无关C.组合系统的焦距的大小与主点的位置有关D.组合系统的光焦度与折射率有关3. 双缝干涉实验中,若增大其中一缝的宽度,干涉条纹将发生变化A.干涉条纹位置改变;B.干涉条纹间距发生改变C.干涉条纹可见度改变;D.干涉条纹形状发生改变4. 在干涉实验中,用激光代替普通光源,可以提高干涉条纹可见度,主要是因为A.激光的光强比普通光源强;B.激光的相干长度长C.激光的光斑小;D.激光的相干时间短5. 已知一块光学玻璃对水银灯的蓝,绿谱线435.8nm和546.1nm的折射率分别为1.65250和1.62450,则用科希公式可求出此光学玻璃对钠黄线589.3nm的色散率以为单位计,应为A.-B.-1.112 C.-1.847D.-1.4316. 在双缝干涉实验中,若以红滤色片遮住一条缝,而以蓝滤色片遮住另一条缝,以白光作为入射光,则关于在屏幕上观察到的现象的下列几种描述中,正确的是A.在屏幕上呈现红光单缝衍射光强和蓝光单缝衍射的光强的叠加B.在屏幕上呈现红光单缝衍射振动光矢量和蓝光单缝衍射振动光矢量的叠加C.在屏幕上呈现红光和蓝光的双缝干涉条纹D.在屏幕上既看不到衍射条纹,也看不到干涉条纹7. 在衍射光栅实验中,把光栅遮掉一半,不发生的变化的是A.强度B.条纹位置C.谱线半角宽度D.分辨本领8. 孔径相同的微波望远镜比光学望远镜的分辨本领小的原因是A.星体发出的微波能量比可见光能量弱B.微波波长比光波波长长C.微波更易被大气吸收D.大气对于微波的折射率较小9. 圆偏振光垂直通过1/4波片后,其出射光线为A.圆偏振光;B.右旋椭圆偏振光C.左旋椭圆偏振光;D.线偏振光10. 双折射晶体中,主折射率分别为n和n,则下列关于折射率的描述正确的是A.O光在各方向的折射率都为n,e光在各方向的折射率都为nB.O光在各方向的折射率为n,e光在光轴方向的折射率为n;C.O光在各方向的折射率为n,e光在垂直于光轴方向的折射率为n;D.O光在光轴方向的折射率为n,e光在光轴方向的折射率为n二.填空题(每小题2分,共20分)5. 如果迈克尔逊干涉仪中的M反射镜移动距离0.233mm,数得条纹移动792条,则光的波长为nm6. 借助于玻璃表面上所涂的折射率为1.38的MgF，透明薄膜,可以减小折射率为1.60的玻璃表面的反射,若波长为500nm的单色光垂直入射时,为了实现最小的反射,此透明薄膜的厚度至少为nm7. 长度为L的线性短物体位于焦距为f的球面镜轴上,距镜的距离为S,它的像长L为8. 已知折射率为n=1.50的对称双凸薄透镜,其曲率半径为12cm,现将其浸没于折射率为n=1.62的CS中,则其焦距为cm9. 在单缝夫朗和费衍射中,已知入射光波长为,第一极小的衍射角为/6,则缝宽a为6.如双缝的缝宽都为b,缝间距为d=2b,则中央衍射包络线中条纹有条.7.强度为I的自然光通过透振方向互相垂直的两块偏振片,若将第三块偏振片插入起偏器和检偏器之间,且它的透振方向和起偏器透振方向成角,则透射光的光强为8.设黄光波长为500nm,人眼夜间的瞳孔直径为D=5mm,两车灯的距离d=1.22m,试估计人眼能区分两个车灯的最远距离为m9.电子的康普顿波长的数量级为nm10垂直入射时,由折射率为1.52的玻璃平板所反射的光的偏振度为三.试用作图法找像的位置和大小(5分)QPL1Ex.PA.SL2En.P四.论述题(10分)试论述偏振光对干涉的影响.五.计算题(每题10分,共40分)1.一厚透镜的焦距f=60毫米,其两焦点之间的距离为125毫米,若:(a)虚物点落在光轴上象方主点右方20毫米处;(b)虚物点落在光轴上象方主点左方20毫米处,问这两种情况下象的位置各在何处.2.用l1=600nm和l2=450nm的两种波长的光观察牛顿环.用l1时的第j级暗纹与用l2时的第j+1级暗纹重合.求用l1时第j级暗纹的直径.设凸透镜的曲率半径为90厘米.3.单色平行光垂直照射到衍射光栅上,问缝宽a与光栅常数d的比值a/d为多少时衍射的二级主极大的光强度为最大?a/d为多少时衍射的二级主极大的光强度为最小?4.一单色自然光通过尼科耳棱镜N1、N2和晶片C,其次序如图所示,N1的主截面竖直,N2的主截面水平,C为对应于这一波长的四分之一波片,其主截面与竖直方向成30角.试问:(1)在N1和C之间,C和N2之间,以及从N2透射出来的光各是什么性质的光?(2)若入射光的强度为I0,则上述各部分光的强度各是多少?(椭圆偏振光须说明其分解为长短轴方向上的平面偏振光的强度)N1 CN2单色自然光的强度为I0<光学>期终试卷(六)班级学号姓名成绩一. 选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1. 试判断下列几种说法错误的是A. 空气中的凹透镜可以得到正立,放大的实像B. 空气中的凹透镜可以得到倒立,放大的虚像C. 空气中的凸透镜可以得到正立,缩小的实像D.空气中的凸透镜可以得到倒立缩小的虚像2. 当全反射在两种媒质的分界面上发生时,不对的是A. 没有入射光线进入另一种媒质B. 反射定律不再适用C. 入射角大于临界角D.入射光只在光密媒质里3. 在双缝干涉实验中,下列哪种方法可使干涉条纹间距增大A.缩小双缝间距;B.缩小单缝与双缝的距离C.缩小双缝至接收屏的距离;D.缩小入射光的波长4由两个不同的光源发出的两束白光,在空间某处相遇是不会产生干涉图样的,这是由于A.白光是由许多不同波长的光组成的;B两光束的光强不一样C.两个光源是独立的不相干光源D.不同光源发出的光频率不一样5.之所以说有一小孔的空腔接近于一绝对黑体,是因为A.高温时,它的辐射谱线是连续的B.高温时所有小孔发射的所有波长的辐射是有相同的强度的C.低温时该空腔能吸收所有波长的辐射D.空腔的温度是均匀的6.在光栅衍射中,为了在屏幕上得到更高级次的谱线,可以A. 由原来的正入射改为斜入射B. 选用光栅常数小一些的光栅C. 用波长长一些的光入射D. 增大入射光的截面积,使光栅总缝数N大一些7.设S为点光源,D为中间开一小孔的衍射屏,P为接收屏幕,如果P在某点处时刚好使小孔露出一个半波带,则P上轴上点为一亮点,如果接收屏P一直向衍射屏移近,则P上轴上点A.始终为亮点;B.始终为暗点C.亮度逐渐变暗;D.亮暗交替变化6. 人眼在明视距离25cm远处,能分辨的最近两点之间的距离大约为A.0.55mmB.0.055mmC.0.1mmD.1mm7. 线偏振光垂直通过/8波片后,其出射光为A.椭圆偏振光;B.线偏振光C.左旋圆偏振光;D.右旋圆偏振光8. 关天晶体的主平面,主截面和光的入射面,下列说法正确的是A. 入射面,主平面和主截面重合B. 入射面,主平面和主截面一定不重合C. 当入射面和主截面重合时,主平面也与之重合D. 当入射面和主平面重合时,主截面也与之重合二.填空题(每小题2分,共20分)1.沿着与肥皂膜表面成45角的方向观察时,膜呈绿色,该入射光波长为5000.肥皂膜的折射率为1.33,则肥皂膜的最薄厚度为2.在迈克尔逊干涉仪的一臂上,放置一个具有玻璃窗口长为t=5.0cm的密闭小盒,所使用的光波长=500nm,用真空泵将小盒中空气慢慢抽走,从观察中发现有60条干涉条纹从视场中通过,由此可求出在一个大气压下空气的折射率为3.照相机的透镜往往采用两个薄透镜胶合而成.一个是焦距为10cm的凸透镜,另一个为焦距为15cm的凹透镜,那么这一透镜组的焦距为cm4.往某箱内注入折射率为1.33的水至6cm,再将一硬币放到箱底,此硬币到水面的视距为cm5.波长为589nm的光垂直照射到1.0mm宽的缝上,观察屏在距缝3.0m远处,在中央衍射极大任一侧的头两个衍射极小间的距离为mm6.设波带片第五环半径为1.5mm,求波带片对于波长0.5um的单色光的焦距为mm7.一束非偏振光入射到一个由四个偏振片所构成的偏振片组上,每个偏振片的透振方向相对于前面一个偏振片沿顺时针方向转了一个30角,则透过这组偏振片的光强与入射光的光强的比为8.外壳由毛玻璃制成的球形灯炮的直径为20cm,灯丝的发光强度为1000坎德拉,若一表面积为0.25m的光屏接收到此灯总光通量的10%,此屏的照度为勒克斯9.波长为253.6nm和546.1nm两条谱线的瑞利散射强度之比为10.光从空气向折射率n=1.50平板玻璃垂直入射时,所折射的光的偏振度为三.试用作图法找像的位置和大小(5分)（PQ为虚物）QF1H1H1F2 F1H2H2 F2P四.论述题(10分)试论述单缝衍射和光栅衍射的联系和区别,用哪一种衍射测定波长较准确?五.计算题(每题10分,共40分)1.一个会聚薄透镜和一个发散薄透镜相互接触而成一个光组,当物距为-80厘米时,其象距60厘米,若会聚透镜的焦距为10厘米,问发散透镜的焦距为多少?2.双棱镜的折射棱角a=326.在单色(l=500nm)点光源和双棱镜之间置一透镜,使干涉条纹的宽度与屏到双棱镜的距离无关.若双棱镜玻璃的折射率n=1.5,试求相邻暗条纹间的距离.若使屏与棱镜的距离L=5米时,求在该装置中所能观察到的最多条纹数N.3.波长l=600nm的单色平行光垂直入射到带圆孔的不透明遮光板上,圆孔直径D=1.2mm.在板后轴线上距其为b=18cm处观察到暗点.为使在衍射图象的中心重又观察到暗点,问从此点沿孔轴所应移开的最小距离是多少?4.由一尼科耳棱镜透射出来的平面偏振光,垂直射到一块石英的四分之一波片上,光的振动面和波片光轴成30角.然后又经过第二个尼科耳棱镜,主截面和第一尼科耳棱镜的主截面夹角为60角.和波片主轴夹角也是30角.试求透过第二个尼科耳棱镜后的光强度,设入射光强为I0.<光学>期终试卷(七)班级学号姓名成绩一. 选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1. 下列说法正确的是A. 薄凸透镜的像方焦距一定是正的B. 薄凹透镜的像方焦距一定是负的C. 薄凹透镜的光焦度一定小于零D. 以上全错2. 关于费马原理,下列哪种说法不对A. 费马原理适用于理想成像问题,对非理想成像问题不适用B. 费马原理确定了光传播的实际路径C. 费马原理是几何光学的基本原理,反射定律和折射定律是其推论D. 费马原理既运用于均匀媒质中的光传播问题,又适用于非均匀媒质中的光传播问题3. 增大劈尖干涉的条纹间距,我们可以A.增大劈尖的长度B.增大入射光的波长C.增大劈尖的折射率D.增大劈尖的顶角4.两束平面平行相干光,都以强度I照射表面,彼此间位相差,被照射的表面强度为A.IB.IC.2ID.4I5戴维孙-盖未实验中以电子射向晶体镍的表面,通过该实验A.测定电子的荷质比;B.确定光电效应的真实性;C.表明电子的波动性;D.观察到原子能级的不连续性6.对一定的波长,衍射光栅可分辨的最小频率差与分辨本领R之间的关系为A.与R成反比;B.与R成正比C.与R无关;D.以上都不对7.用平行光入射中间开小圆孔的衍射屏,当接收屏足够远时,为夫郎和费衍射,当接收屏较近时,为菲涅尔衍射,两种衍射图案A.完全相同;B.衍射图案相似,不同的是前者衍射图案中心为亮点,而后者的衍射图案中心亮暗都可能.C.衍射图案相似,不同的是前者衍射图案中心为亮点,而后者的衍射图案中心为暗点D.完全不同8.关于孔径光阑,下列说法哪些是不对的A. 孔径光阑控制着到达像面的光能;B. 对一光学系统来说,孔径光阑是唯一确定的C. 对一光学系统来说,孔径光阑随物点的位置的改变而改变D. 孔径光阑经其前面系统所成的像称为入瞳.9.右旋圆偏振光垂直通过波片后,其出射光为A.左旋圆偏振光;B.右旋圆偏振光C.左旋椭圆偏振光;D.右旋椭圆偏振光10.关于晶体的光轴,下列说法正确的是A.光轴是晶体中特定的方向,只有一个方向B.O光的光轴与e光的光轴,一般来说是不相同的C.在光轴方向上,O光和e光的性质完全相同,实际上不存在双折射D.在光轴方向上,O光和e光的性质不相同，传播速度不一样一 填空题（每小题2分，共20分）1. 波长为700nm的光源与菲涅尔双面镜的相交棱之间的距离r为20cm，这棱到屏间的距离L为180cm，若所得干涉条纹的相邻亮条纹的间隔为1 mm则双镜平面之间的交角为2在折射率为1.5的玻璃板上表面镀一层折射率为2.5的透明介质膜可增强反射,设在镀膜过程中用一束波长为600nm的单色光从上方垂直照射到介质膜上,并用照度表测量透射光的强度,当介质膜的厚度逐渐增大时,透射光的强度发生时强时弱的变化,求当观察到透射光的强度第三次出现最弱时,介质膜已镀了厚度.3.一焦距为30cm的凸透镜放置在一平行光束的路径上,另一只焦距为10cm的透镜放置在离第一只透镜cm远的地方(两透镜共轴),才能使从第二个透镜出来的光还是平行光.4.由折射率为1.65的玻璃制成的薄凸透镜,前后两球面的曲率半径相同,如要使透镜焦距为31cm,则曲率半径为cm5.一宇航员声称,他恰好能分辨在他下面R为160KM地面上的两个发射波长为550nm的点光源,假定宇航员的瞳孔直径为5.0mm,如此两点光源的间距为m6.一个用于X射线(=40)的波带片(当作正透镜)能分辨的最小间隔为0.01mm,片上有个开带,则波带片的直径应该是mm7一束部分偏振光是由2w/m的偏振光和8w/m的自然光组成，则该光的偏振度为8.一个可以认为是点光源的灯泡悬挂在面积为25 m的正方形的房子中央,为使房角处的照度最大,灯炮距地面的高度为m9.入射强度为I的能量一定的光子束经过厚度为d的铅板后,强度减为I/2,若铅板的厚度增加到3d，它的强度减小为10垂直入射情况下，从空气向折射率为n=1.60的玻璃平板所反射的光的偏振度为三.试用作图法找像的位置和大小（5分）QFFP四.论述题(10分)试论述单色光双缝干涉,单缝衍射和光栅衍射条纹的区别五.计算题(每题10分,共40分)1.照相机物镜的焦距为12厘米,暗箱可拉长20厘米.今要拍摄距物镜15厘米的物体,为使暗箱完全拉开时,能够呈现清晰的象,应在照相机的物镜上再附加一个什么样的透镜?2.将焦距f=50厘米的透镜从正中切去宽度为a的部分,再将剩下的两半接触在一起.在透镜的一侧置一单色点光源(l=600nm),另一侧置一观察屏.屏上干涉条纹相邻亮纹间的距离Dx=0.5毫米,且当屏沿光轴移动时,此间距不变.求a.3.波长为500nm和520nm的光照射到光栅常数为0.002厘米的衍射光栅上.在光栅后面用焦距为2米的透镜把光会聚在屏上.试求这两波长的光第一级谱线间的距离和第三级谱线间的距离4.在两个正交尼科耳棱镜之间置一厚度d=0.045 mm的晶片,其折射率为ne=1.55,no=1.54.晶片是沿光轴方向切出的.放置晶片时使其光轴与第一个尼科耳棱镜主截面成30角.波长为600nm,光强为I0的自然光垂直射到系统上,试求通过这一系统后的光强.光学期终试卷(八)班级学号姓名成绩二. 选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1. 有一半径为R的薄壁空心玻璃球,满成着水,将一物置于距球面3R处,如忽略玻壁产生的影响,则其像的位置离球心为A.RB.2RC.3RD.4R2. 平行光从光密媒质进入光疏媒质时,其截面积将A.不变B.变小C.变大D.不能确定3. 在菲涅尔双棱镜干涉装置中,不影响干涉条纹间距的参数是A.入射光的波长;B.双棱镜的顶角C.接收屏离双缝的距离D.两束相干光交叠的区域的大小4. 在水面上飘浮一层油,日光下,可以看到彩色条纹,是什么现象?A.衍射B.偏振C.干涉D.色散5. 若入射光的波长从400nm变到300nm时,则从金属表面发射的光电子的遏止电压将A.增大1.035V,B.减小1.035VC.增大0.165VD.减小0.56V6. 将光栅作为分光元件,下列说法正确的是A. 光栅常数d越小,光谱散得越开,总缝数N越大,分辨本领越好;B. 光栅常数d越大,光谱散得越开,总缝数N越小,分辨本领越好;C. 光栅总缝数越大,光谱散得越开,光栅常数越小,分辨本领越好;D. 光栅总缝数越小,光谱散得越开,光栅常数越大,分辨本领越好7. 关于夫朗和费衍射和菲涅尔衍射,下列说法正确的是A. 因为是不同的衍射,所以处理方法不同B. 两种衍射的基本原理是相同的C. 两种衍射图案是完全相同的D. 对同一衍射系统，作为夫朗和费衍射和作为菲涅尔衍射来处理时,其结果不同.8. 线偏振光垂直通过/4波片后,其出射光为A.圆偏振光B.右旋圆偏振光C.椭圆偏振光D.右旋椭圆偏振光9. 一块制作好的全息图,如果将其打破,剩下一小块,用光照射这一小块来再现时,看到的现象是A.看到一小部分像B.看不到像C.看到完整的像D.看到大部分像10. 晶体中的O光是满足折射定律的,但e光A. 不满足折射定律B. 在平行或垂直光轴方向传播性,满足折射定律C. 在平行光轴方向传播时,满足折射定律D. 在垂直光轴方向传播时,满足折射定律三. 填充题(每小题2分,共20分)1.波长为mm单色光垂直地照射到夹角很小,折射击率n为1.5的玻璃尖劈上,在长度为1cm内可观察到10条干涉条纹,则玻璃尖劈的夹角为2.间隔为0.5mm的双缝用波长为600nm的单色光垂直照射,把光屏置于双缝的另一侧120cm处观察条纹,条纹间隔为mm3.有一会聚透镜距一屏20cm,当有一物置于镜前某位置时,其像正好落在屏上,如把一发散透镜放在会取聚镜与屏的中点,则屏需后移20cm方能在屏上重新得到清晰的像,则此发散透镜的隹距为cm4.发光点与屏幕间的距离D是固定的,隹距为f的会聚透镜有两个位置能在屏幕上将发光体的光会取成实像,这两个位置间距为5.有一透射光栅,其栅线间距d为cm,在波长为600nm的单色平行光照射下,第一级衍射光束与入射方向的夹角和入射光线对光栅的入射角。之间的关系为6.在波带片的左侧3m处放置一个光源,其像成在波带片右侧2m处,试问,若光源移向无穷远处,其像成在m处7.某种双折射材料,对600nm的寻常光的折射摔为1.71,非常光的折射率为1.74,则用这种材料做成1/4波片所需厚度为mm8.显微镜由隹距为30mm的物镜和隹距为5mm的目镜组成,镜筒的有效长度为0.2m,若明视距离为25cm,则显微镜的放大本领为9.一棱镜顶角A为50,设其材料相应科希公式中a=1.53974,b=,则此棱镜对波长为5500光的最小偏向角时的角色散率为10.光从空气向折射率为1.45的玻璃平板垂直入射时,其折射光的偏振度为四. 试用作图法找像的位置和大小(5分)QPL1En.P.A.SL2Ex.P五. 论述题(10分)什么是波的干涉现象?产生干涉的必要条件有哪些?五.计算题(每题10分,共40分)1.在曲率半径分别为R1和R2的双凸厚透镜的一面(曲率半径为R2的一面)镀银.已知透镜厚度为d.求镀银后透镜的焦距.2.设有一薄玻璃片,厚度为h=3.610-4厘米,插入杨氏实验中的一光束的途径中,发现中央亮条纹移动4个亮条纹的宽度.已知光的波长为l=5.4610-5厘米.求玻璃的折射率.如果在另一光束中插入折射率为1.5的玻璃片,使得亮条纹的位置恢复原状,求玻璃片的厚度3.将胶卷置于天文望远镜物镜的焦平面上拍摄远离地球的火箭.当火箭距地球L1=2104千米,物镜直径为D1=80毫米时,火箭的衍射象在天空的背景上恰好可以分辨.随着火箭的飞行,当火箭离地球L2=5104千米时,用多大直径的物镜所得到的照片才能顺利地看出火箭的象?4.在正交尼科耳棱镜之间置一沿光轴方向切出的石英晶片,且晶片的光轴与尼科耳棱镜的主截面成45角.试计算晶片的最小厚度,使得在此厚度下一条氢谱线l1=656.3nm将大大减弱,而另一条谱线l2=410.2nm将成为最大强度.已知晶体的折射率差Dn=ne-no=0.009.光学期终试卷(九)班级学号姓名成绩二 选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1.对一个确定的光学系统来说，下面哪个物理量是不确定的垂轴放大率焦距光焦度主平面2.关于光程下列哪种说法是不正确的光程表示在媒质中通过真实路径所需时间内，在真空中所能传播的路程。从物点到像点之间的各光线的光程是相等的。光传播不同的光程后，其位相值将不同。在不同的媒质中光传播相同的路径其光程不相等。3.在劳埃德镜干涉实验中，增大干涉条纹的间距的方法有增大点光源至平面镜的距离。减小入射光的波长。减小点光源至接收屏的距离。增大入射光的波长。4.窗玻璃也是一块媒质板，但在通常的日光下我们观察不到干涉现象，那是因为玻璃太厚从两表面反射的光程差太大；玻璃两表面的平面度太差；因为干涉区域是不定域的；以上都不是。5.为增加蓝天和白云的对比，摄影者常采用橙黄色滤色镜拍摄天空，设照相机镜头和底片的灵敏度将光谱范围限制在390nm到620nm之间，并设太阳光谱在此范围内可以看到的是常数，若滤色镜把波长在5500A以下的光全部吸收，则天空的散射光被它去掉的百分比为70%B82%C76%D64%9. 光栅的色分辨本领与角色散之间的关系为与无关与有关，并且越大，也越大；与有关；与有关，并且越大，越小。小圆孔的菲涅尔衍射，用单色点光源作光源，对轴上某点来说，当圆孔大小为多大时，点光强最强偶数个半波带奇数个半波带；一个半波带；无穷多个半波带右旋椭圆偏振光垂直通过波片后，其出射光为右旋椭圆偏振光线偏振光右旋圆偏振光左旋圆偏振光再现全息图是利用光的什么原理？折射散射干涉衍射通过平面平行的双折射晶片观察远处物体时，将看到二个像一个像许多个像看不到像三 填充题（每小题分，共分） 波长为600nm的单色光垂直地照射到镀有反射率很高的银膜平板上，平板上放着另一个涂有感光乳胶薄层的透明平板玻璃板，两平面间夹角。乳胶显影后发现一系列平行黑条纹，相邻两黑条纹之间的距离为mm 把折身率n=的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一臂时，如果由此产生了条条纹的移动，则膜的厚度为（已知光波波长为589nm） 一容器中盛有透明液体，其折射率为，今在液面下厘米深处有一发光点，则发现液面上有一亮圆，而圆外无光透出，则此亮圆的半径为 一幻灯机将幻灯片成像在距透镜远的屏幕上，如果幻灯片上被放大成24厘米，那么该透镜的焦距为c5.在一个每厘米有条刻线的光栅的可见光谱中，可在第五级衍射中观察到的波长为比nm短的所有波长的可见光6.设有一圆盘直径0.5cm,其不规则程度(偏离理想圆周的起伏度)为10微米,置该盘点光源后1m处.若相对于轴上点而言,此不规则不会切掉相应波带宽度的四分之一时,仍能观察到中心亮斑.中心亮斑距圆盘的最短距离为(设=500nm)10. 一束右旋圆偏振光正入射到一玻璃反射面上,则迎着反射光看反射出来的光束是光.8.若双星发光的波长为540nm,试问以孔径为127cm的望远镜来分辨双星的最小角距为rad9.在光电效应中,当频率为310HZ的单色光照射在脱出功为4.0ev的金属表面时,金属中脱出的光电子的最大速度为m/s10.光从空气射到某介质介面时的布儒斯特角为54.7,则光在该种介质中全反射的临界角为三.试用作图法找像的位置和大小.(5分)(P,Q为物,光线从右边入射)F1H1H1F1PF2H2H2F2四.论述题(10分)试论述单缝衍射和光栅衍射有何区别,用哪一种衍射测定波长较准确?五.计算题(每题10分,共40分)1.一玻璃球置于空气中,求它的焦距和主平面的位置。并作图表示。已知玻璃球的半径为2.00cm,折射率为1.500.如果玻璃球面上有一斑点,计算从另一侧观察此斑点象的位置和放大率.2.如图所示的尖劈形薄膜,右端的厚度h为0.005厘米,折射率n为1.5,波长为707nm的光以30的入射角入射,求在尖劈面上产生的条纹数,若以两玻璃之间形成的空h3.设波长为l的平行光垂直入射到一很大的光栅上,光栅常数为d.衍射光经焦距为f的理