光学工程基础参考文献与习题

光学工程基础参考文献与习题
光学工程基础参考文献与习题

<<光学工程基础>>参考文献和习题

1 光波、光线和成像

参考文献:

1. Walker Bruce H. Optical Engineering Fundamentals. Bellingham, Washington: SPIE,1998

2. 袁旭滄. 应用光学. :国防工业,1988

3. Ditteon Richard 著,詹涵菁译. 现代几何光学. :大学,2004

4. Smith W J. Modern Optical Engineering. Boston: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 2001

5. 熙谋. 光学?近代物理. :大学,2002

6. 钟钖华. 现代光学基础. :大学,2003

7. Ghatak A K, Thyagarajan K. Contemporary Optics. New York: Plenum Publishing Corporation, 1978

8. 旭麟,罗汝梅. 变分法及其应用. :华中工学院,1983

9. Kidger Michael J. Fundamental Optical Design. Bellingham, Washington: SPIE,2002

10. Jenkins F, White H. Fundamentals of Optics. New York: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 1976

11. Hecht E. Optics. Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1987

习题:

1. 简述几何光学的几个基本定律。

2. 简述成像的基本概念。

3. 光在真空中的速度是多少?在水中呢?在钻石中呢?

4. 画出折射角i '随入射角i 变化的函数曲线,条件是1=n ,n '是下列值:(a) 1.333;(b)

1.5163;(c) 1.78831。

5. 某国产玻璃的51389.1=C n 、5163.1=d n 、52195.1=F n 。计算其阿贝)(Abbe 数,这是什么玻璃?它的玻璃牌号是什么?

6. 某玻璃的62588.1=d n 、

7.35=V 。计算其F n 。

7. 图1-5中从玻璃块中出射的光线平行于玻璃块的底面,入射光线的入射角应为多少才行呢?假定玻璃块的折射率为500.1=n ,玻璃块周围是空气,其折射率为000.10=n 。

8. 书中列举了一个光线沿光程极大路线行走的例子,叙述如下:

“设有一个切于回转椭球面的凹面镜,参见图1-16,在C 点相切,椭球面的两个焦点分别为O 和O '。

图1-16 切于回转椭球面的凹面反射镜

遵守反射定律的光线从O 点射出经椭球面反射后通过另一焦点O ',因凹面镜上任何其它点均在椭球之,所以光线O OC '的光程较任何其它光线的光程都要大。这是光程为极大的一个例子。”

请在图上补画光线说明这是光程为极大的理由。

9. 简述矢量形式的折射定律式(1-18)是如何包含了折射定律的几个要点?

2 近轴光学

参考文献:

1. Kidger Michael J. Fundamental Optical Design. Bellingham, Washington: SPIE,2002

2. 以谟. 应用光学(上册).:机械工业,1982

3. Smith W J. Modern Optical Engineering. Boston: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 2001

4. 王子余. 几何光学与光学设计. 杭卅:大学,1989

5. Ditteon Richard. Modern Geometrical Optics. New York: John Wiley & Sons, Inc, 1998

6. Hecht E. Optics. Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1987

7. Walker Bruce H. Optical Engineering Fundamentals. Bellingham, Washington: SPIE,1998

8. Fowles G R 著. 时胜译. 现代光学导论. : 科学技术,1980

9. Gerrard A and Burch J M. Introduction to Matrix Methods in Optics. London: John Wiley & Sons, Inc, 1975

10. 袁旭滄. 应用光学. :国防工业,1988

11. Siegman Anthony E. Lasers. Mill Valley, California: University Science Books, 1986

12. 士贤,安连生,桂华.应用光学 理论概要?例题详解?习题汇编?考研试题. :理工大学,1994

13. 顾培森.应用光学例题与习题集.:机械工业,1985

习题:

1. 对于近轴光,当物距l 一定时,物方孔径角u 不同时经过折射球面折射后这些光线与光轴交点的坐标值l '是否相等?为什么?

2. 请由式(2-21)出发,得出式(2-9)。又问式(2-21)中是含有物方孔径角u 、入射角i 、折射角i '、像方孔径角u '的,而式(2-9)中不再含有各角度的量了,这是为什么?这又说明了什么?

3. 有一个光学零件,结构参数如下:

)(mm r )(mm d n

100 300 1.5

当∞=1l 时,求2

l '。在第二面上刻上一个十字线,其共轭像在何处? 4. 近轴区成像是否符合完善成像条件?能否提出一个实验方法说明之。

5. 一个玻璃球直径为mm 400,玻璃折射率为5.1。球中有两个小气泡,一个正在球心,一个在二分之一半径处。沿两气泡连线方向,在球的两侧观测这两个气泡,它们应在什么位置?如在水中观测(水的折射率由第一章习题知33.1=n )时,它们又应在什么地方?

6. 一个折射面mm r 150=,1=n ,5.1='n ,当物距∞=l 、1000-、100-、0、100、150、mm 1000时,横向(垂轴)放大率各为多少?

7. 一个玻璃球直径为mm 60,玻璃折射率为5.1,一束平行光射到玻璃球上,其会聚点在什么地方?

8. 一玻璃棒(5.1=n ),长mm 500,两端面为凸的半球面,半径分别为mm r 501=和mm r 1002-=,两球心位于玻璃棒的中心轴线上。一箭头高mm y 1=,垂直位于左端球面顶点之前mm 200处,垂直于玻璃棒轴线。试画出结构简图,并求:

(a). 箭头经玻璃捧成像在什么位置(2

l ')? (b). 整个玻璃棒的垂轴(横向)放大率为多少?

9. 证明,下式是光学(拉赫)不变量的另一种形式

i pi i pi i i y u n y u n J 1111-----=

10. 证明,光学(拉赫)不变量还可以表达为

i pi i pi i i i u n i u n J 1111-----=

这里脚标i 表示折射面序数,脚标p 表示从轴外物点发出的第二近轴主光线,而字母i 表示入射角。例如pi i 是第二近轴主光线在第i 个面上的入射角。

11. 利用光学(拉赫)不变量证明

i pi pi i

p i i i u u i u u )()(11---=-

3 理想光学系统

参考文献:

1. 郁道银,谈恒英. 工程光学. :机械工业,1999

2. 王子余. 几何光学与光学设计. :大学,1989

3. 杜德罗夫斯基 A 著. 王之江等译. 光学仪器理论 第一卷. :科学,1958

4. Born M and Wolf E. Principles of Optics. Cambridge: Cambridge University Press, 1999

5. 王之江. 光学设计理论基础. :科学,1965

6. 袁旭滄. 应用光学. :国防工业,1988

7. Smith W J. Modern Optical Engineering. Boston: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 2001

8. Ditteon Richard. Modern Geometrical Optics. New York: John Wiley & Sons, Inc, 1998

9. Walker Bruce H. Optical Engineering Fundamentals. Bellingham, Washington: SPIE, 1998

10. Fischer Robert E. Optical System Design. New York: Mcgraw- Hill, 2000

11. Jenkins F, White H. Fundamentals of Optics. New York: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 1976

习题:

1、针对位于空气中的正透镜组(0>'f )及负透镜组( 0<'f ),试用作图法分别对以下物距 ∞-

--∞-,2,,2

,0,2,,2,f f f f f f 求像平面的位置。

2、已知照相物镜的焦距mm f 75=' ,被摄景物位于(以F 点为坐标原点)

m m m m m x 2,4,6,8,10,------∞=处,

试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方。

3、设一系统位于空气中,垂轴放大率?-=10β,由物面到像面的距离(共轭距离)为7200mm ,物镜两焦点间距离为1140mm 。求该物镜焦距,并绘出基点位置图。

4、已知一个透镜把物体放大 ?-3 投影在屏幕上,当透镜向物体移近18mm 时,物体将被放大 ?-4 ,试求透镜的焦距,并用图解法校核之。

5、一个薄透镜对某一物体成一实像,放大率为 ?-1 ,今以另一个薄透镜紧贴在第一透镜上,则见像向透镜方向移动20mm ,放大率为原先的 43 倍,求两块透镜的焦距为多少?

6、有一正薄透镜对某一物成倒立的实像,像高为物高的一半,今将物面向透镜移近100mm ,

则所得像与物同大小,求该正透镜组的焦距。

7、希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜,焦距 ='f 1200mm ,由物镜顶点到像面的距

离(筒长)=T 700mm ,由系统最后一面到像平面距离(工作距)为='k

l 400mm ,按最简单结构的透薄镜系统考虑,求系统结构,并画出光路图。

8、一短焦距物镜,已知其焦距为35mm ,筒长=T 65mm ,工作距离='k

l 50mm ,按最简单的由两块透薄镜组成的系统结构考虑,求系统结构。

9、已知一透镜 =1r 200mm , =2r 300mm , =d 50mm , 5.1=n ,求其焦距、光焦度、基点位置。

10、一薄透镜组焦距为100mm ,和另一焦距为50mm 的薄透镜组合,其组合焦距仍为100mm ,问两薄透镜的相对位置,并求基点位置,以图解法校核之。

11、长60mm ,折射率为=n 5.1 的玻璃棒,在其两端磨成曲率半径为10mm 的凸球面,试求其焦距及基点位置。

12、一束平行光入射到平凸透镜上,会聚于透镜后480mm 处,如在此透镜凸面上镀银,则平行光会聚于透镜前80mm 处,求透镜折射率和凸面曲率半径。

13、试以两个薄透镜组按下列要求组成光系统:(1)两透镜组间隔不变,物距任意而倍率不变。(2)物距不变,两透镜组间隔任意改变,而倍率不变。问该两透镜在焦距间关系,求组合焦距的表示式。

14、由两个薄透镜组成一个成像系统,两薄透镜组焦距分别为21,f f '' , 间隔为 d ,物平面位于第一透镜组的焦平面上,求此系统的垂轴放大率、焦距及基点位置的表示式。

15、一块厚透镜,6.1=n , =1r 120mm ,mm r 3202-=, =d 30mm ,试求该透镜的焦距及基点位置。如果物距m l 51-= 时,问像在何处?如果平行光入射时,使透镜绕一和光轴垂直的轴转动,而要求像点位置不变,问该轴应装在何处?

16、如上题中的透镜第一面在水中,求基点位置及其物、像方焦距。当m l 51-= 时,问像面应在何处?当平行光入射时,转轴装在何处,可使像点不移动?

17、有三个薄透镜,其焦距分别为='1f 100mm , ='2f 50mm , ='3f -50mm ,其间隔 =1d 10mm , =2d 10mm ,其组合系统的基点位置。

工程光学基础

工程光学基础学习报告 ——典型光学系统之显微镜系统

由于成像理论的逐步完善,构成了许多在科学技术和国民经济中得到广泛应用的光学系统。为了观察近距离的微小物体,要求光学系统有较高的视觉放大率,必须采用复杂的组合光学系统,如显微镜系统。 ●显微镜的介绍 显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。光学显微镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1600倍,分辨的最小极限达0.1微米,国内显微镜机械筒长度一般是160mm。列文虎克,荷兰显微镜学家、微生物学的开拓者。 显微镜是人类这个时期最伟大的发明物之一。在它发明出来之前,人类关于周围世界的观念局限在用肉眼,或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。 显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物,以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种,有助于医生治疗疾病。 ●显微镜的分类 显微镜以显微原理进行分类可分为光学显微镜与电子显微镜,而我们课堂上讲的是光学显微镜。 ●显微镜的结构 普通光学显微镜的构造主要分为三部分:机械部分、照明部分和光学部分。 ◆机械部分 (1)镜座:是显微镜的底座,用以支持整个镜体。 (2)镜柱:是镜座上面直立的部分,用以连接镜座和镜臂。 (3)镜臂:一端连于镜柱,一端连于镜筒,是取放显微镜时手握部位。 (4)镜筒:连在镜臂的前上方,镜筒上端装有目镜,下端装有物镜转换器。 (5)物镜转换器(旋转器)简称“旋转器”:接于棱镜壳的下方,可自由转动,盘上有3-4 个圆孔,是安装物镜部位,转动转换器,可以调换不同倍数的物镜,当听到碰叩声时,方可进行观察,此时物镜光轴恰好对准通光孔中心,光路接通。转换物镜后,不允许使用粗调节器,只能用细调节器,使像清晰。 (6)镜台(载物台):在镜筒下方,形状有方、圆两种,用以放置玻片标本,中央有一通光孔,我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器),推进器左侧有弹簧夹,用以夹持玻片标本,镜台下有推进器调节轮,可使玻片标本作左右、前后方向的移动。 (7)调节器:是装在镜柱上的大小两种螺旋,调节时使镜台作上下方向的移动。 ①粗调节器(粗准焦螺旋):大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象。 ②细调节器(细准焦螺旋):小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍

光学习题2

2.12 有一薄透镜组,由焦距为-300mm 的负透镜和焦距为200mm 的正透镜组成,两透镜相距100mm ,置于空气中,求该透镜组的组合焦距和组合基点位置。 解:121212 300200 300200f f f f f mm d f f ''''-?'=- =-=-=?'-+ 焦点和主点位置:1(1)400F d l f mm f ''=- =' 2 (1)150F d l f mm f =+ =- 100H F l l f mm '''=-= 150H F l l f mm =-= 2.17 若有一透镜位于空气中,r 1= 100mm ,d= 8mm ,n = 1.5,若有一物体的物距l =-200mm ,经该透镜成像后的像距l ′= 50mm ,求第二面的曲率半径r 2。若物高y = 20mm ,求像高。 解:由成像公式 111 l l f -='' ,可得 40f mm '= 又()( )12 21(1)1nrr f n n r r n d '= --+-???? 故可得 225r mm =- 由于 l y l y β'' = =,所以5y mm '=- 3.2一眼睛,其远点距r = 2m ,近点距p =-2m 。问: (1)该眼镜有何缺陷? (2)该眼睛的调节范围为多大? (3)矫正眼镜的焦距为多大? (4)配戴该眼镜后,远点距和近点距分别为多大? 解:(1)远点r = 2m ,只有入射会聚光束,且光束的会聚点距离眼睛后2m 才能在视网膜上形成一个清晰的像点,故此眼睛为远视眼 (2)调节范围:11 1A R P D r p =-=-= (3)对远视眼应校正其近点,正常人眼明视距离L 0=—25cm ,远视眼近点为l p 。戴上眼镜后,将其近点移至L 0处 111 p n L l f -= ''

第三版工程光学答案

第一章 3、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小得像,若将屏拉远50mm,则像得大小变为70mm,求屏到针孔得初始距离。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点得光线则方向不变,令屏到针孔得初始距离为x,则可以根据三角形相似得出: 所以x=300mm 即屏到针孔得初始距离为300mm。 4、一厚度为200mm得平行平板玻璃(设n=1、5),下面放一直 径为1mm得金属片。若在玻璃板上盖一圆形得纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都瞧不到该金属片,问纸片得最小直径应为多少? 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n0sinI1=n2sinI2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层得时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有: (2) 由(1)式与(2)式联立得到n0、

16、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1、5得玻璃球上,求其会聚点得位置。 如果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处?如果在凹面镀反射膜,则反射光束在玻璃中得会聚点又在何处?反射光束经前表面折射后,会聚点又在何处?说明各会聚点得虚实。 解:该题可以应用单个折射面得高斯公式来解决, 设凸面为第一面,凹面为第二面。 (1)首先考虑光束射入玻璃球第一面时得状态,使用高斯公 式: 会聚点位于第二面后15mm处。 (2) 将第一面镀膜,就相当于凸面镜 像位于第一面得右侧,只就 是延长线得交点,因此就是虚像。 还可以用β正负判断: (3)光线经过第一面折射:, 虚像 第二面镀膜,则:

得到: (4) 在经过第一面折射 物像相反为虚像。 18、一直径为400mm,折射率为1、5得玻璃球中有两个小气泡,一个位于球心,另一个位于1 /2半径处。沿两气泡连线方向在球两边观察,问瞧到得气泡在何处?如果在水中观察,瞧到得气泡又在何处? 解: 设一个气泡在中心处,另一个在第二面与中心之间。 (1)从第一面向第二面瞧 (2)从第二面向第一面瞧 (3)在水中

工程光学练习题(英文题加中文题含答案)

English Homework for Chapter 1 1.In ancient times the rectilinear propagation of light was used to measure the height of objects by comparing the length of their shadows with the length of the shadow of an object of known length. A staff 2m long when held erect casts a shadow 3.4m long, while a building’s shadow is 170m long. How tall is the building? Solution. According to the law of rectilinear propagation, we get, x=100 (m) So the building is 100m tall. 2.Light from a water medium with n=1.33 is incident upon a water-glass interface at an angle of 45o. The glass index is 1.50. What angle does the light make with the normal in the glass? Solution. According to the law of refraction, We get, So the light make 38.8o with the normal in the glass. 3. A goldfish swims 10cm from the side of a spherical bowl of water of radius 20cm. Where does the fish appear to be? Does it appear larger or smaller? Solution. According to the equation. and n ’=1 , n=1.33, r=-20 we can get So the fish appears larger. 4.32170= x ''sin sin I n I n =626968 .05.145sin 33.1sin =?=' I 8.38='I r n n l n l n -'=-''11416.110133 .15836.8)(5836.81165.02033.01033.11>-=??-=''= -='∴-=--+-=-'+='l n l n cm l r n n l n l β n A

天津大学2020硕士研究生初试考试自命题科目大纲807工程光学与光电子学基础

一、考试模块划分方式: 考试内容分为A、B 两个模块,考生可任选其中一个模块。A 模块为工程光学,B 模块为光电子学基础。 二、各模块初试大纲: A模块:工程光学 (一)考试的总体要求 本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论和实际解决光学问题的能力。 考生应独立完成考试内容,在回答试卷问题时,要求概念准确,逻辑清楚,必要的解题步骤不能省略,光路图应清晰正确。 (二)考试的内容及比例 考试内容包括应用光学和物理光学两部分。 “应用光学”应掌握的重点知识包括:几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、光学系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。具体知识点如下: 1、掌握几何光学基本定律与成像基本概念,包括:四大基本定律及全反射的内容与现象解释;完善成像条件的概念和相关表述;几何光学符号规则以及单个折射球面、反射球面的成像公式、放大率公式等。 2、掌握理想光学系统的基本理论和典型应用,包括:基点、基面的主要类型及其特点;图解法求像的方法;解析法求像方法(牛顿公式、高斯公式);理想光学系统三个放大率的定义、计算公式及物理意义;理想光学系统两焦距之间的关系;正切计算法以及几种典型组合光组的结构特点、成像关系等。 3、掌握平面系统的主要种类及应用,包括:平面镜的成像特点及光学杠杆原理和应用;反射棱镜的种类、基本用途及成像方向判别;光楔的偏向角公式及其应用等。 4、掌握典型光学系统的光束限制分析,包括:孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系;视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系;渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义;物方远心光路的工作原理;光瞳衔接原则及其作用;场镜的定义、作用和成像关系等。 5、了解像差基本概念,包括:像差的定义、种类和消像差的基本原则;7 种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法等。 6、掌握几种典型光学系统的基本原理和特点,包括:正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征,校正非正常眼的方法;视觉放大率的概念、表达式及其意义;显微镜系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;临界照明和坷拉照明系统的组成、优缺点;望远系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;摄影系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;投影系统的概念、计算公式以及其照明系统的衔接条件等。 “物理光学”应掌握的重点知识包括:光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、光的偏振和晶体光学基础等。具体知识点如下:

大学物理波动光学题库及标准答案

大学物理波动光学题库及答案

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一、选择题:(每题3分) 1、在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3π,则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ. (B) 1.5 λ/ n . (C) 1.5 n λ. (D) 3 λ. [ ] 2、在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等,走过的光程相等. (B) 传播的路程相等,走过的光程不相等. (C) 传播的路程不相等,走过的光程相等. (D) 传播的路程不相等,走过的光程不相等. [ ] 3、如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - [ ] 4、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为?φ,则 (A) l =3 λ / 2,?φ=3π. (B) l =3 λ / (2n ),?φ=3n π. (C) l =3 λ / (2n ),?φ=3π. (D) l =3n λ / 2,?φ=3n π. [ ] 5、如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ. (C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π. [ ] 6、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2<n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2 . (C) 2n 2 e -λ. (D) 2n 2 e -λ / (2n 2). [ ] 7、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2> n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2. (C) 2n 2 e -λ . (D) 2n 2 e -λ / (2n 2). P S 1 S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 n 2 n 3 e λ n 2n 1n 3 e ①② n 2n 1n 3 e ①②

工程光学习题解答

第一章习题 1、已知真空中的光速c=3 m/s,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。 解: 则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中,n=1.65时,v=1.82 m/s, 当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s, 当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s。 2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像,若将屏拉远50mm,则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到针孔的初始距离为x,则 可以根据三角形相似得出: 所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm。 3、一厚度为200mm的平行平板玻璃(设n=1.5),下面放一直径为1mm的金属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径应为多少? 解:令纸片最小半径为x, 则根据全反射原理,光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射,而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。而全反射临界角求取方法为: (1) 其中n2=1, n1=1.5, 同时根据几何关系,利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为: (2) 联立(1)式和(2)式可以求出纸片最小直径x=179.385mm,所以纸片最小直径为358.77mm。 4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0,求光纤的数值孔径(即n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角)。 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n0sinI1=n2sinI2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有:

2019河北工业大学考研大纲-822 工程光学基础

河北工业大学2019年硕士研究生招生考试 自命题科目考试大纲 科目代码:822 科目名称:工程光学基础 适用专业:仪器科学与技术、仪器仪表工程(专业学位) 一、考试要求 工程光学基础适用于河北工业大学机械工程学院仪器科学与技术专业、仪器仪表工程(专业学位)专业硕士研究生招生专业课考试。主要考察对于工程光学基础的基本概念、方法及运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 二、考试形式 试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式,主要包括选择题、填空题、判断题、简答题、计算题、分析论述题、设计题等。考试时间为3小时,总分为150分。 三、考试内容 (一)几何光学基本定律与成像概念 1、几何光学的基本定律:折射定律、反射定律、全反射定律、马吕斯定律、费马原理等。 2、几何光学的基本概念:光波、折射率等。 (二)光线光路计算及近轴区成像 1、单个折射球面光线计算 能够利用公式进行实际光路中的光线轨迹运算。 2、近轴区单个折射球面及球面系统的成像物象位置关系计算 能够利用光线追迹计算结果初步判断光学系统的像差;能够利用近轴区的各种公式计算像的位置,像的大小并判断像的虚实。 (三)理想光学系统

1、理想光学系统的基本理论 能够利用共线成像理论求解基点和基面,并完成图解法求像。 2、理想光学系统的解析法求像 能够利用工作理想光学系统的各种计算公式计算理想光学系统的物象位置关系、计算像的大小、位置并判断像的虚实;能够利用节点的性质进行实际问题的分析。 3、光学系统的组合 利用两个理想光学组合等效系统的基点和基面的几何求解方法求解任何所需要的透镜。利用正切法将三个及以上系统的组合等效系统求解。 4、透镜 能够利用透镜的相关公式求解透镜的焦距和基点位置。 (四)平面与平面元件 1、平面元件简介 能够利用平面镜的成像特性解释各种有关平面镜的光学现象及成像特点。能够利用平面镜的旋转性、平移性、双面镜的成像特性进行系统设计。 2、平行平板 能够平行平板成像公式及成像特性解释有关光学现象并应用到实际之中。 3、反射棱镜及像方坐标系求解 能够利用反射棱镜像方坐标系及透镜在不同情况下的像方坐标系的求解方法求解系统的像方坐标系;能够利用棱镜的光学系统的成像方法进行光学系统分析。 4、折射棱镜及光楔 利用折射棱镜最小偏向角的原理解决实际光学问题;学生能够利用光楔的作用分析其在光学系统中的作用。

工程光学-1-4章例题分析

第一章 1、已知真空中的光速c =3 m/s ,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。 解: 则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中,n =1.65时,v=1.82 m/s , 当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s , 当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s 。 (例题)2、一物体经针孔相机在 屏上成一60mm 大小的像,若将屏拉远50mm ,则像的大小变为70mm, 求屏到针孔的初始距离。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到针孔的初始距 离为x ,则可以根据三角形相似得出: 所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm 。 (例题)3、一厚度为200mm 的平行平板玻璃(设n=1.5),下面放一直径为1mm 的金属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径应为多少? 1mm I 1=90 n 1 n 2 200mm L I 2 x

解:令纸片最小半径为x, 则根据全反射原理,光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射,而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。而全反射临界角求取方法为: (1) 其中n2=1, n1=1.5, 同时根据几何关系,利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为: (2) 联立(1)式和(2)式可以求出纸片最小直径x=179.385mm,所以纸片最小直径为358.77mm。 4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0,求光纤的数值孔径(即n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角)。 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n0sinI1=n2sinI2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有: (2) 由(1)式和(2)式联立得到n0 sinI1 . (例题)5、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上,求其会聚点的位置。 如果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处?如果在凹面镀反射膜,则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处?反射光束经前表面折射后,会聚点又在何处?说明各会聚点的虚实。 解:该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决, 设凸面为第一面,凹面为第二面。

《工程光学基础》考试大纲

《工程光学基础》考试大纲 主要参考书目 1.工程光学基础教程,郁道银,谈恒英,机械工业出版社,2008 2.工程光学(第4版),郁道银,谈恒英,机械工业出版社,2016 考试内容和考试要求 一、几何光学基本定律与成像概念 考试内容: 1、几何光学基本定律 2、成像基本概念与完善成像 3、近轴光学系统 考试要求: 1、掌握光学基本定律及几何光学基本概念 2、掌握成像概念与完善成像条件 3、掌握近轴光线及成像特点、掌握光轴光线成像计算 二、理想光学系统 考试内容 1、理想光学系统的基点与基面 2、理想光学系统的物像关系 3、理想光绪系统的放大率 4、理想光学系统的组合 考试要求: 1、掌握理想光学系统的基点与基面概念 2、掌握理想光学系统的求物像关系(作图法与计算法) 3、掌握理想光绪系统的放大率概念与相关计算 4、理解理想光学系统的组合方法及计算 三、平面系统 考试内容 1、平面镜成像

2、平行平板 3、反射棱镜 4、折射棱镜与光楔 考试要求: 1、掌握平面镜成像规律 2、掌握平行平板成像规律 3、掌握反射棱镜成像与成像方向判断 4、了解折射棱镜与光楔传光特性 四、光学系统中的光阑和光束限制 考试内容 1、光阑 2、照相系统中的光阑 3、望远镜系统中成像光束的选择 4、显微镜系统中的光束限制与分析 考试要求: 1、掌握光阑的分类及作用 2、掌握照相系统中光束限制分析 3、掌握望远镜系统中成像光束分析方法 4、掌握显微镜系统中的光束限制与分析 五、光度学 考试内容 1、辐射量与光学量及其单位 2、光传播过程中光学量的变化规律 3、成像系统像面的光照度 考试要求: 1、掌握光学量及其单位 2、理解光传播过程中光学量的变化规律 3、理解成像系统像面的光照度的计算 六、典型光学系统 考试内容 1、眼睛及其光学系统

工程光学下习题库整理汇总

1.在单缝衍射中,设缝宽为a ,光源波长为λ,透镜焦距为f ′,则其衍射暗条纹间距e 暗=f a λ ' ,条纹间 距同时可称为线宽度。 3.光线通过平行平板折射后出射光线方向__不变_ ___ ,但会产生轴向位移量,当平面板厚度为d ,折射率为n ,则在近轴入射时,轴向位移量为1 (1)d n - 。 4.在光的衍射装置中,一般有光源、衍射屏、观察屏,则衍射按照它们距离不同可分为两类,一类为 菲涅耳衍射,另一类为 夫琅禾费衍射 。 5.光轴是晶体中存在的特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射。n e

工程光学基础教程-习题答案(完整)

第一章 几何光学基本定律 1. 已知真空中的光速c =38 10?m/s ,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。 解: 则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中,n =1.65时,v=1.82 m/s , 当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s , 当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s 。 2. 一物体经针孔相机在 屏上成一60mm 大小的像,若将屏拉远50mm ,则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到针孔的初始距离为x ,则可以根据三角形相似得出: ,所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm 。 3. 一厚度为200mm 的平行平板玻璃(设n =1.5),下面放一直径为1mm 的金属片。若在玻璃板上盖一圆形的纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片的最小直径应为多少? 2211sin sin I n I n = 66666.01 sin 2 2== n I 745356.066666.01cos 22=-=I 1mm I 1=90? n 1 n 2 200mm L I 2 x

88.178745356 .066666 .0* 200*2002===tgI x mm x L 77.35812=+= 4.光纤芯的折射率为1n ,包层的折射率为2n ,光纤所在介质的折射率为0n ,求光纤的数值孔径(即10sin I n ,其中1I 为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角)。 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n 0sinI 1=n 2sinI 2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有: (2) 由(1)式和(2)式联立得到n 0 . 5. 一束平行细光束入射到一半径r=30mm 、折射率n=1.5的玻璃球上,求其会聚点的位置。如果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处?如果在凹面镀反射膜,则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处?反射光束经前表面折射后,会聚点又在何处?说明各会聚点的虚实。 解:该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决, 设凸面为第一面,凹面为第二面。 (1)首先考虑光束射入玻璃球第一面时的状态,使用高斯公式: 会聚点位于第二面后15mm 处。 (2) 将第一面镀膜,就相当于凸面镜

完整版光学题库

0448在折射率n = 1.50的玻璃上,镀上n = 1.35的透明介质薄膜.入射光波垂直于介 质膜表面照射,观察反射光的干涉,发现对 匸600 nm 的光波干涉相消,对2= 700 nm 的光波干涉相长.且在600 nm 到700 nm 之间没有别的波长是最大限度相消或相长的 情形?求所镀介质膜的厚度.(1 nm = 10-9 m) 解:设介质薄膜的厚度为e ,上、下表面反射均为由光疏介质到光密介质,故不计附 将k 、 2、n 代入②式得 k A e 2 = 7.78X 10-4 mm 2n 3181白色平行光垂直入射到间距为 a = 0.25 mm 的双缝上,距D =50 cm 处放置屏幕, 分别求第一级和第五级明纹彩色带的宽度. (设白光的波长范围是从 400nm 到 760nm ?这里说的“彩色带宽度” 指两个极端波长的同级明纹中心之间的距离.)(1 -9 nm=10 m) 解:由公式x = kD / a 可知波长范围为 时,明纹彩色宽度为 x k = kD / a 2 分 由k = 1可得,第一级明纹彩色带宽度为 X 1= 500X (760— 400)X 10-6 / 0.25= 0.72 mm 2 分 k = 5可得,第五级明纹彩色带的宽度为 X 5 = 5 ? X 1 = 3.6 mm 1 分 3348折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜(劈尖角 很小)?用波 长=600 nm (1 nm =109 m)的单色光垂直入射,产生等厚干涉条纹?假如在劈形膜内 充满n =1.40的液体时的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小 1 = 0.5 mm , 那么劈尖角应是多少? 解:空气劈形膜时,间距 h 2n sin 2 液体劈形膜时,间距 J 4分 2si n 2n l l 1 l 2 1 1/ n / 2 =(1 -1 / n ) / ( 2 l ) = 1.7X 10-4 rad 4分 加程差。当光垂直入射i- 0时,依公式有: 对 1: 2n e 1 -2k 1 1 ① 2 按题意还应有: 对 2: 2n e k 2 ② 由①②解得: k ——— 3 2 2 1 n =1.35 v n = 1.50

天津大学2018年《807工程光学》考研大纲

天津大学2018年《807工程光学》考研大纲 一、考试的总体要求 本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论和实际解决光学问题的能力。 考生应独立完成考试内容,在回答试卷问题时,要求概念准确,逻辑清楚,必要的解题步骤不能省略,光路图应清晰正确。 二、考试的内容及比例: 考试内容包括应用光学和物理光学两部分。 “应用光学”应掌握的重点知识包括:几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、光学系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。具体知识点如下: 1、掌握几何光学基本定律与成像基本概念,包括:四大基本定律及全反射的内容与现象解释;完善成像条件的概念和相关表述;几何光学符号规则以及单个折射球面、反射球面的成像公式、放大率公式等。 2、掌握理想光学系统的基本理论和典型应用,包括:基点、基面的主要类型及其特点;图解法求像的方法;解析法求像方法(牛顿公式、高斯公式);理想光学系统三个放大率的定义、计算公式及物理意义;理想光学系统两焦距之间的关系;正切计算法以及几种典型组合光组的结构特点、成像关系等。 3、掌握平面系统的主要种类及应用,包括:平面镜的成像特点及光学杠杆原理和应用;反射棱镜的种类、基本用途及成像方向判别;光楔的偏向角公式及其应用等。 4、掌握典型光学系统的光束限制分析,包括:孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系;视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系;渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义;物方远心光路的工作原理;光瞳衔接原则及其作用;场镜的定义、作用和成像关系等。 5、了解像差基本概念,包括:像差的定义、种类和消像差的基本原则;7种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法等。 6、掌握几种典型光学系统的基本原理和特点,包括:正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征,校正非正常眼的方法;视觉放大率的概念、表达式及其意义;显微镜系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;临界照明和坷拉照明系统的组成、优缺点;望远系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;摄影系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;投影系统的概念、计算公式以及其照明系统的衔接条件等。 “物理光学”应掌握的重点知识包括:光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、光的偏振和晶体光学基础等。其中傅立叶光学一章可作为部分专业(如:光科等)的选作内容。具体知识点如下: 1、掌握电磁波的平面波解,包括:平面波、简谐波解的形式和意义,物理量的关系,电磁波的性质等;掌握波的叠加原理、计算方法和4种情况下两列波的叠加结果、性质分析。 2、掌握干涉现象的定义和形成干涉的条件;掌握杨氏双缝干涉性质、装置、公式、条纹特 点及其现象的应用;了解条纹可见度的定义、影响因素及其相关概念(包括临界宽度和允许宽度、空

光学试题库

光学试题库 光源、光的相干性 1. 选择题 来自不同光源的两束白光,例如两束手电筒光照射在同一区域内,是不能产生干涉图样的,这是由于 (A)白光是由不同波长的光构成的(B)两光源发出不同强度的光 (C)两个光源是独立的,不是相干光源(D)不同波长的光速是不同的 [ ] 答案:(C) 有三种装置 (1)完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光,照射到屏上; (2)同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上; (3)用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上; 以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是: (A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3) [ ] 答案:(A) 对于普通光源,下列说法正确的是: (A)普通光源同一点发出的光是相干光(B)两个独立的普通光源发出的光是相干光(C)利用普通光源可以获得相干光(D)普通光源发出的光频率相等 [ ] 答案:(C) 在双缝干涉实验中,用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片,则(A)干涉条纹间距不变,且明纹亮度加强(B)干涉条纹间距不变,但明纹亮度减弱(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱(D)无干涉条纹 [ ] 答案:(B) 杨氏双缝干涉实验是: (A) 分波阵面法双光束干涉(B) 分振幅法双光束干涉 (C) 分波阵面法多光束干涉(D) 分振幅法多光束干涉 [ ] 答案:(A)

光程、光程差的概念 1. 选择题 在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等,走过的光程相等 (B) 传播的路程相等,走过的光程不相等 (C) 传播的路程不相等,走过的光程相等 (D) 传播的路程不相等,走过的光程不相等 [ ] 答案:(C ) 光在真空中和介质中传播时,正确的描述是: (A )波长不变,介质中的波速减小 (B) 介质中的波长变短,波速不变 (C) 频率不变,介质中的波速减小 (D) 介质中的频率减小,波速不变 [ ] 答案:(C ) 如图所示,两光源s 1、s 2发出波长为λ的单色光,分别通过两种介 质(折射率分别为n 1和n 2,且n 1>n 2)射到介质的分界面上的P 点,己知s 1P = s 2P = r ,则这两条光的几何路程?r ,光程差δ 和相位差??分别为: (A) ? r = 0 , δ = 0 , ?? = 0 (B) ? r = (n 1-n 2) r , δ =( n 1-n 2) r , ?? =2π (n 1-n 2) r /λ (C) ? r = 0 , δ =( n 1-n 2) r , ?? =2π (n 1-n 2) r /λ (D) ? r = 0 , δ =( n 1-n 2) r , ?? =2π (n 1-n 2) r [ ] 答案:(C ) 如图所示,s 1、s 2为两个光源,它们到P 点的距离分别为r 1和 r 2,路径s 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径s 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于 (A) (r 2 + n 2 t 2)-(r 1 + n 1 t 1) (B) [r 2 + ( n 2-1) t 2]-[r 1 + (n 1-1)t 1] (C) (r 2 -n 2 t 2)-(r 1 -n 1 t 1) (D) n 2 t 2-n 1 t 1 [ ] 答案:(B ) s 1 s 2

工程光学习题参考答案第十章 光的电磁理论基础

第十章 光的电磁理论基础 解:(1)平面电磁波cos[2()]E A t c πν?=-+ 对应有14 62,10,,3102 A Hz m π ν?λ-=== =?。 (2)波传播方向沿z 轴,电矢量振动方向为y 轴。 (3)B E → → 与垂直,传播方向相同,∴0 By Bz == 814610[210()] z Bx CEy t π π===??-+ 解:(1)215 cos[2()]10cos[10()]0.65E A t t c c πν?π=-+=- ∴15 14 210510v Hz πνπν=?=? 72/2/0.65 3.910n k c m λππ-===? (2)8 714310 1.543.910510 n c c n v λν-?====??? 3.在与一平行光束垂直的方向上插入一片透明薄片,薄片的厚度0.01h mm =,折射率n=1.5, 若光波的波长为500nm λ=,试计算透明薄片插入前后所引起的光程和相位的变化。 解:光程变化为 (1)0.005n h mm ?= -= 相位变化为)(202500 10005.026 rad πππλδ=??= ? = 4. 地球表面每平方米接收到来自太阳光的功率为 1.33kw,试计算投射到地球表面的太阳光 的电场强度的大小。假设太阳光发出波长为600nm λ=的单色光。 解:∵2201 2 I cA ε= = ∴1 320 2()10/I A v m c ε= 5. 写出平面波8 100exp{[(234)1610]}E i x y z t =++-?的传播方向上的单位矢量0k 。

解:∵ exp[()]E A i k r t ω=- x y z k r k x k y k z ?=?+?+? 0000000000 2,3,4234x y z x y z k k k k k x k y k z x y z k x y z ===∴=?+?+?=++=+ 6. 一束线偏振光以45度角从空气入射到玻璃的界面,线偏振光的电矢量垂直于入射面,试 求反射系数和透射系数。设玻璃折射率为1.5。 解:由折射定律 1 2211221122111122sin sin cos 1.5cos cos 0.3034cos cos 22cos 0.6966cos cos s s n n n r n n n t n n θθθθθθθθθθ= =∴=--∴==-+===+ 7. 太阳光(自然光)以60度角入射到窗玻璃(n=1.5)上,试求太阳光的透射比。 解: 22 2221 2 1112222221 22 111212sin sin 212111.54cos 4sin cos 30.8231cos sin () 2 cos 4sin cos 0.998cos sin ()cos ()() 0.91 2 s p s p n n ocs n n n n θθθθθθτθθθθθθτθθθθθτττ==∴=??= ?==+=?=+-+∴= = 8. 光波以入射角1θ从折射率为1n 介质入射到折射率为2n 的介质,在两介质的表面上发生反

大学物理题库-光学

大学物理题库-光学 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

2 一、选择题(每小题3分) 1. 如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两 个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1n 3,则两束光在相遇点的相位差为( ) (A) 4n 2 e / (B) (4n 2 e / (C) (2n 2 e / (D)2n 2 e / 2. 两块平玻璃构成空气劈尖,左边为棱边,用单色平行光垂直入射,若上面的平玻璃慢慢地向上平移,则干涉条纹( ) (A)向棱边方向平移,条纹间隔变小 (B)向棱边方向平移,条纹间隔变大 (C)向远离棱边方向平移,条纹间隔不变 (D)向棱边方向平移,条纹间隔不变 (E)向远离棱边方向平移,条纹间隔变小 3.在双缝干涉实验中,缝是水平的。若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹( ) (A )向上平移,且间距改变 (B )向下平移,且间距不变 (C )不移动,但间距改变 (D )向上平移,且间距不变 4.在杨氏双缝实验中,若使双缝间距减小,屏上呈现的干涉条纹间距如何变化若使双缝到屏的距离减小,屏上的干涉条纹又将如何变化( ) (A)都变宽 (B)都变窄 (C)变宽,变窄 (D)变窄,变宽 5. 波长λ=550 nm 的单色光垂直入射于光栅常数4d 1.010 cm 的光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次 为( ) (A ) 4 (B ) 3 (C ) 2 (D ) 1 6.若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹( ) (A )中心暗斑变成亮斑 (B ) 变疏 (C )变密 (D ) 间距不变 e n 2 n 3 n

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