西南科技大学基础光学试题及答案(B)

《 基础光学 》期末考试试卷（B 卷）
学院： 理学院 班级: 2008级 姓名： 学号： ___________
1、光焦度分别为10和-6屈光度的两个薄透镜密接组成透镜组，则这一组合 系统的焦距为【 】
A 、 0.25cm
B 、 2.5 cm
C 、 25cm
D 、 4cm 2、照相机镜头上的光圈数是指【 】
A 、照相机镜头的有效光阑的直径D
B 、镜头有效光阑的倒数1/D
C 、镜头的相对孔径D/f
D 、镜头相对孔径的倒数f/D 3、当两束相干光波的振幅比为
2
12
1 A A 时，相应的干涉条纹可见度是【 】
A 、1
B 、0.8
C 、0.6
D 、0.39
4、对于波长为5000埃的光，第一半波带半径为5.0mm 的一个波带片,使光聚焦于它的最亮处，那么等效透镜的焦距为【 】
A 、500cm
B 、5cm
C 、50cm
D 、0.5cm
5、一束自然光入射到一个由二个偏振片组成的偏振片组上，二个偏振片偏振化方向成300角，则透过这组偏振片的光强与入射光强之比为【 】
A 、3∶4
B 、3
∶4 C 、3∶8 D 、1∶8
《 基础光学 》期末考试试卷（B 卷）
二、是非题（共10题，2分/题，共20分，对用“√”，错用“⨯”表示）
1、费马原理只能在非均匀介质中是适用的。

【 】
2、点光源在平面上反射时单心光束一定受到破坏。

【 】
3、光的叠加原理只能适用于可见光。

【 】
4、光的干涉现象和衍射现象之间存在本质区别。

【 】
5、位相差恒定的两光波在相遇点有相同的振动方向和固定的位相差为干涉现象的充分条件。

【 】
6、黄光通过双缝形成的花样，不管是干涉花样还是衍射花样其中央亮条纹都是白色的。

【 】
7、“左时右空”就是只对圆偏振光的旋转描述。

【 】
8、入射光的频率高于阔频率ν0时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电子发射。

【 】
9、德布罗意只提出像质子，中子等微观粒子都和光一样，具有波粒二象性。

【 】
10、在杨氏实验中激光直接作为光源的主要是利用其准直性好，它的时间相干性也很高。

【 】
三、填空题（共5题，2分/题，共10分）
1、 在杨氏双缝干涉花样中，如果两列波的能量相同，则干涉条纹的反衬度为【 】。

2、在圆孔衍射中，如果圆孔具有一定大小的半径，观察点P 的位置仅使波面上露出第一个半波带，则其合振幅为完全不遮蔽时的【 】倍。

3、强度为I 的自然光，垂直入射到方解石晶体上后又垂直入射到另一块完全相同的晶体上。

两块晶体的主截面之间的夹角为300，如果不考虑反射吸收等损
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《基础光学》期末考试试卷（B卷）
失，最后透射出来的光束的I oo：I oe=1：【】。

4、斯忒藩—玻尔兹曼定律提出黑体的辐出度是绝对温度的【】次方成正比。

5、按照玻尔理论，当电子从E n跃迁到E1（E1=-13.5eV）时，发射光子的能量为12.96eV，则n =【】。

四、作图题（共2题，5分/题，共10
1、物与像相距为1米，如果实物高4倍于虚像高，并作出光路图。

《基础光学》期末考试试卷（A 卷）
2、如画图题2图所示的情况中，以自然光或线片振光入射到界面时，折射光和反射光各是什么性质的光？在图中的折射线和反射线上，用点和短线把振动方
五、计算题（共4题，共 50 分）
1、人眼前一小物体，距人眼25厘米，今在人眼和小物体之间放置一块平行平面玻璃板，玻璃板的折射率为1.5，厚度为5毫米。

试问此时看小物体相对它原来的位置移动多远？（15分）
画图题2
《基础光学》期末考试试卷（B卷）
2、把折射率n=1.38的透明薄膜放入迈克尔孙仪的一条光路中，观察到干涉条纹移动了ΔN=7条。

若所用单色光的波长是λ=5893Ǻ，求薄膜的厚度。

（10分）
3、在宽b=0.6mm的狭缝后40cm处,又一与狭缝平行的屏如图:如以平行光自左面垂直照射狭缝,在屏上形成衍射条纹,若离P0为1.4mm的P点，看到的是亮纹,求：（15分）
(1)入射光的波长；（5分）
(2)P点条纹的级数；（5分）
(3)从P点看来对该光波而言，狭缝处的波阵面可作半波带的数目。

（5分）
3、自然光入射到一组偏振片上，这组偏振片有四片，每个偏振片的偏振化
方向相对于前一个沿顺时针方向依次转过30 角。

试求透射光强度占入
射光强度的百分比。

（10分）
参考答案及评分细则
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一、选择题
1、 C
2、 D
3、 B
4、 C
5、 C
二、是非题
1、×
2、×
3、×
4、×
5、×
6、×
7、×
8、×
9、× 10、× 三、填空题
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5 四、作图题 1题中给出凹面镜，0
<r ，又知物高4倍于像高，即4
/1-=β
图
参考答案及评分细则
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五、计算题
1 解：已知玻璃板的折射率5.1=n
，板厚.5mm d =
物体S 经玻璃板两次折射成像，第一次以O 1向右为正, 物距s ＝－a ，曲率半径r ＝∞
0.11
=--'a
s n
（2分） 解得 .1
na s -='
（1分）
第二次成像,以O 2为原点，向右为正，物距为
,1
2d na d s s --=-'=
（2分） 代
入
成
像
公
式
得
,
01=---
'd
na n s
（2分） 解得 ).(n d a s +
-='
（2分）
小物体的像向着玻璃板移动了
).
(35)5
.111(5)11()(mm n
d d s a s =
-
⨯=-
=-'-=∆
（1分）
2解：入射到肥皂水薄膜表面光线的入射角为450，可求出光在膜内的折射角2i ．由
计算题图1
折射定律，20sin 33.145sin 0.1i ⨯=⨯，
解出 0212.32=i ，8470.0cos 2=i ． (2分)
由于光在空气中的肥皂水膜上表面反射时有π的相位变化，在其下表面反射时无π的相位变化，因此光程差中要计入半波损失，对于相干加强的500纳米的绿光，应满足
λ
λk i d n =-2/cos 222． (3分)
题意求最小薄厚度，应取0=k ，以各值代入上式，得
参考答案及评分细则
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8470
.033.121
2
10
500cos 212
6
2
2⨯⨯⋅
⨯=
⋅
=
-i n d λ4
10
11.1-⨯=（毫米）． (2分)
同一厚度的肥皂水膜，若垂直注视，则1cos 2=i ，此时看到的相干加强的波长λ'应满足
λλ''='-k d n 2/22，
(2分)
将 2,1,0='k 代入上式发现，仅当0='k 时λ'才落在可见光范围内，以0='k 代入
，
求
得
3
.590='λ纳米，为深黄色的
光． (1分)
可见，从不同方向观看，可以呈现不同颜色，这一现象也表现在一些鸟的羽毛薄膜上．有时从不同方向观看羽毛，颜色不同，这是一种薄膜干涉现象．
3解：解：(1) (a+b)sinΦ= kλ, 当Φ=π/2时 k=(a+b) / λ=3.39 （2分）
取k max =3 a =b (a+b)sin Φ=2asinΦ=kλ asinΦ=kλ/2
（1分）
当k= ±2, ±4, ±6……时缺级。

∴能看到5条谱线，为0 , ±1, ±3级 （2分）
(2) (a+b)(sinΦ+ sinθ)= kλ, θ=30°, Φ=±90° （2分）
Φ=90°, k=5.09 取k max =5 （1分）
Φ=-90°, k=-1.7 取k′max =-1 （1分）
∵a=b, ∴第2，4，……缺级
∴能看到5条谱线，为+5，+3，+1，0，-1级 （1分）
4解： 2
01I I =
（2
分）
1o
2
128
34
330
cos
I I I I =
=
= （2分） 02o
2
2332
94
330
cos
I I I I =
=
=
（2分） 0
3o
2
34128
274
330
cos
I I I I =
=
= （2分）
128
270
4=∴
I I （2分）。