2007年1月物理光学试题及答案

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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

电子科技大学二零零五至二零零六学年第一学期

一．选择题（每小题3分）

1. 自然光正入射，其反射光为 D 。

A ．椭圆偏振光

B ．线偏振光

C ．部分偏振光

D ． 自然光 2. s

E 极大时，H

A ．极大

B ．极小

C ．等于常数

D ．不确定 3. 光在12/n n 界面发生全反射，入射光为线偏振光,其方位角

0,/2i απ≠，

已知入射角2

1

arcsin i n n θ≠，2

i π

θ≠

，则反射光为 B 。

A ．线偏振光

B ．椭圆偏振光

C ．自然光

D ．圆偏振光 4. 平行平板的等倾干涉图样定域在 A 。

A ．无穷远

B ．平板上界面

C ．平板下界面

D ．自由空间 5. 在白炽光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色兰到红的空间位置是 A 。

A ．由外到里

B ．由里到外

C ．不变

D ．随机变化

6. 杨氏双缝干涉装置中，双缝间距离超过横向相干线度并逐渐增加时，干涉图样的可见度 D 。 A ．=0 B ．单调递增 C ．单调递减 D ．小幅波动，振幅逐渐减小

7. 使芙琅和费矩孔衍射装置中的矩孔在其自身面内平移，则衍射图样 A 。

A ．不变

B ．同向平移

C ．反向平移

D ．旋转 8. 在各向异性晶体中，

E 、D

的方向 D 。

A ．一定不同

B ．一定相同

C ．互相垂直

D ．不一定相同

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

9. 光波沿晶体主轴方向传播时，其场矢量 E 和相应的电位移矢量 D

A 。

A ．一定平行

B ．一定垂直

C ．可能平行

D ．可能垂直 10. 应用波片时，波矢传播方向一般 D 。

A ．平行于快轴

B ．平行于慢轴

C ．平行于快、慢轴

D ．垂直于快、慢轴 11. 沿Z 轴方向施加电场的KDP 晶体一般呈 B 。

A ．单轴晶体

B ．双轴晶体

C ．各向同性晶体

D ．均匀媒质 12. 相对于入射光波,散射光波会发生频率变化的是 D 。

A ．瑞利散射

B ．米氏散射

C ．分子散射

D ．拉曼散射

二．计算题（每小题8分）

1. 已知一组F-P 标准具的间距为1 mm ，10 mm ，60 mm 和120 mm ，对于55.0=λm μ的入射光来说，

其相应的自由光谱范围f )(λ∆为多少？为测量6328.0=λm μ、波长宽度为m μ4

1001.0-⨯的激光，

应选用多大间距的F-P 标准具？ 自由光谱范围nh

f 2)(2

λλ=

∆

对于1mm ，10mm ，60mm 和120mm ，自由光谱范围f )(λ∆分别为m μ4

10

1.513-⨯、m μ5101.513-⨯、

m μ610521.2-⨯、m μ610260.1-⨯。

为测量6328.0=λm μ、波长宽度为m μλ4

10

01.0-⨯=∆的激光，由nh

22

λλ=

∆知，

间距20010

1001.02)106328.0(26

42

62

=⨯⨯⨯⨯=∆=---λλn h mm

2. 介质膜厚度约10m μ，折射率为4.1=n ，平行入射光中心波长500 nm ，谱线宽100=∆λnm ，垂

直入射时，问能否观察到介质上、下表面反射光所产生的干涉现象？ 为什么？

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

要观察到干涉现象必须使：<+

2

2λ

nd 相干长度∆

而m nd 5-9

6

102.8252

1050010104.1222⨯=⨯+

⨯⨯⨯=+--λ

；

m 69292105.210

100)10500(---⨯=⨯⨯=∆=∆λλ 显然 ∆>+

2

2λ

nd

因此，不能观察到干涉现象。

3. 在观察牛顿环时，用1λ＝632.8 nm 的第五个亮环（由中心向外数）与用2λ的第七个亮环重合，求波长

2λ为多少？

解：设由中心向外计算，第N 个亮环的半径为N r ，则：Rh r N 22

=

亮环满足的光程差条件为：λλ

N h =+22 ∴λ)2

1

(-=N h ∴λR N r N )2

1

(2

-=

由题意，用1λ＝632.8 nm 的第五个亮环与用2λ的第七个亮环重合

∴21)217()215(λλR R -=-

∴438.0913

9

12==λλ nm

4. 可见光（nm nm 700~400=λ）垂直入射到一块每毫米1000刻痕的光栅上，在︒30的衍射角方向

附近看到两条光谱线，相隔的角度为︒)35/18(π，求这两条光谱线的波长差λ∆和平均波长λ。如果要用这块光栅分辨100/λδ∆=的波长差，光栅的宽度至少应该是多少？ 由于是垂直入射，入射角为0，则光栅方程为：λθm d =sin

m

m m d 500

30sin 10001

sin 0

=

==θλ 由于700400<<λ，而m 只能取整数，则 m=1，平均波长500=λ nm 。

对λθm d =sin 左右两边求微分有： λθθ∆=∆m d )cos (，