光学部分习题
光学习题
一、填空题1. 小孔成像可用几何光学中的（ ）定律来解释。
2. 光学系统中物和像具有共轭关系的原因是（ ）。
3. 光学系统中像方顶焦距是（ ） 。
4. 显微镜中的光学筒长指的是（ ` ）。
5. 光学系统的物方焦距和像方焦距之比等于 ( )之比。
6. 人眼的调节包含 ( ) 调节和 ( ) 调节。
7. 要使公共垂面内的光线方向改变60度，则双平面镜夹角应为( )。
8. 要求显微镜能分辨的最小间隔为0.5μm ，如果用波长555nm 的光成像，显微镜物镜的数值孔径至少为（ ）。
9.理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是（ ）。
10. 望远系统中物镜的相对孔径是（ ）。
11. 棱镜的转动定理是（ ）。
12. 设光从玻璃射入空气中，玻璃的折射率为1.52，则发生全反射的临界角为 （ ）。
13. 一个人的眼睛的远点距为-500mm ，需带（ ）度数的眼镜，眼镜的 焦距是（ ）。
14. 视场光阑是光学系统中对光束的（ ）起限制作用的光阑，其在系统像 空间的共轭像称作（ ）。
15. 发生全反射现象的必要前提是（ ）。
16. 周视照相机可以拍摄大视场景物，其利用的是（ ）的性质。
17．在望远镜的视度调节中，为适应近视人群，应采取的是：（ ）A)使物镜远离目镜 B)使目镜远离物镜 C)使目镜靠近物镜 D)应同时调节物镜和 目镜18. 棱镜系统中加入屋脊面，其作用是（ ）。
19. 光学系统中场镜的作用是（ ）A)改变成像光束的位置 B)减小目镜的尺寸 C)不改变像的成像性质 D)以上都正确 20. 理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是（ ）。
21.物镜和目镜焦距分别为mm f 2'=物和mm f 25'=目的显微镜，光学筒长△= 4mm ，则该显微镜的视放大率为（ ），物镜的垂轴放大率为（ ），目镜的视放大率为（ ）。
二、问答题1. 什么是理想光学系统？2. 对目视光学仪器的共同要求是什么？3. 如何计算眼睛的视度调节范围？如何校正常见非正常眼？4. 光学系统中可能有哪些光阑？5. 共轴光学系统的像差和色差主要有哪些？6. 显微镜的分辨率与哪些参数有关？通过什么途径可提高显微镜的分辨率？7. 复杂光学系统中设置场镜的目的是什么？8. 平面镜成像是否存在色差？9. 什么叫孔径光阑？它和入瞳和出瞳的关系是什么？10. 什么叫视场光阑？它和入窗和出窗的关系是什么？11. 几何像差主要包括哪几种？12. 什么叫远心光路？其光路特点是什么？13. 角放大倍率和视觉放大倍率的本质区别是什么？望远镜的角放大倍率和视觉放大倍率有何异同？14．场镜的作用是什么？若把一场镜（凸平）放置于望远物镜的像面上，场镜的垂轴放大倍率多大？场镜的初级球差多大？15. 目镜的作用是形成实像还是虚像？是倒立像还是正立像？是放大像还是缩小像？16. 为什么光楔有色散作用？当光楔顶角为θ时，光楔对F光和C光的角色散公式。
光学考试题——精选推荐
光学考试题光学习题第⼀部分：填空题1. 光波的相⼲条件是:频率相同；；。
2．位相差和光程差的关系为，实现相长⼲涉的位相差条件为。
3．⽤波长λ的单⾊光⼊射迈克⽿孙⼲涉仪，当可动镜Ｍ1移动了0.03164mm 时，发现视场中⼼变化了100个条纹，则⼊射光波长λ＝。
4. 在空⽓中⽤波长为λ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_____________5．⽤波长为λ单⾊光垂直照射如图所⽰的折射率为n 2的劈尖薄膜(n 1>n 2 , n 3>n 2)，观察反射光⼲涉，从劈尖顶开始，第2条明纹对应的膜厚度d =___ __.6．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。
7．波长λ＝500nm 的单⾊平⾏光，垂直⼊射半径ρ＝1mm 的圆孔，圆孔后轴线上P 点到圆孔的距离r ＝1m ，对于P 点⽽⾔，圆孔露出的半波带数k= ，P 点为点。
8. N 条狭缝的夫琅和费衍射，衍射的总能流是缝宽相同的单缝夫琅和费衍射光能量的倍，衍射光强中央主极⼤将增⼤为倍。
9.⼈眼瞳孔直径为3mm ，对波长为550nm 的光⽽⾔，⼈眼的最⼩分辨⾓为弧度。
13 510．爱⾥光斑的半⾓宽度θ＝。
11．设天空中两颗星对于⼀望远镜的张⾓为2.42×10-6rad,它们都发出波长为550nm的光，为了分辨出这两颗星，望远镜物镜的⼝径⾄少要等于cm。
12．汽车两盏前灯相距L，与观察者相距S＝10km。
夜间⼈眼瞳孔直径d＝5.0mm，⼈眼敏感波长为550nm。
若只考虑⼈眼的圆孔衍射，则⼈眼可分辨出汽车两前灯的最⼩间距L 是。
13．若星光的波长是550nm，孔径为127cm的⼤型望远镜所能分辨的两颗星的最⼩⾓距离（从地上⼀点看两星的视线间夹⾓）是。
大学物理光学习题附答案
［
］
33．5649：在如图所示的夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽
度 a 稍稍变窄，同时使会聚透镜 L 沿 y 轴正方向作微小平移(单缝与
屏幕位置不动)，则屏幕 C 上的中央衍射条纹将
(A) 变宽，同时向上移动
(B) 变宽，同时向下移动
(C) 变宽，不移动
(D)
变窄，同时向上移动
(E) 变窄，不移动
［
］
34．5650：在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明
的部分
(A) 凸起，且高度为 / 4
(B) 凸起，且高度为 / 2
(C) 凹陷，且深度为 / 2
(D) 凹陷，且深度为 / 4 ［
］
平玻璃
空气劈尖
工件
O
n=1.68
n=1.60 n=1.58
O
3507 图
14．3507：如图所示，平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置，全 部浸入 n＝1.60 的液体中，凸透镜可沿 OO 移动，用波长＝500 nm(1nm=109m)的单色光垂直入射。 从上向下观察，看到中心是一个暗斑，此时凸透镜顶点距平板玻璃 的距离最少是
(C) 向棱边方向平移，条纹间隔不变
(D) 向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变
(E)
向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小
［
］
19．5326：两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色
平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微
小转动，则干涉条纹的
(A) 间隔变小，并向棱边方向平移
(B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移
一、选择题 1．3165：在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和
在玻璃中
(完整)应用光学习题
一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是 光路可逆 。
2、发生全反射的条件是 光从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角I 0,其中，sinI 0=n 2/n 1 。
3、 光学系统的三种放大率是 垂轴放大率 、 角放大率 、轴向放大率 ,当物像空间的介质的折射率给定后，对于一对给定的共轭面，可提出 一 种放大率的要求.4、 理想光学系统中,与像方焦点共轭的物点是 轴上无穷远的物点 。
5、物镜和目镜焦距分别为mm f 2'=物和mm f 25'=目的显微镜，光学筒长△= 4mm ，则该显微镜的视放大率为 －20 ，物镜的垂轴放大率为 －2 ,目镜的视放大率为 10 。
6、某物点发出的光经理想光学系统后对应的最后出射光束是会聚同心光束,则该物点所成的是实 (填“实”或“虚”)像。
7、人眼的调节包含 视度 调节和 瞳孔 调节。
8、复杂光学系统中设置场镜的目的是 在不影响系统光学特性的的情况下改变成像光束的位置，使后面系统的通光口径不致过大。
9、要使公共垂面内的光线方向改变60度,则双平面镜夹角应为30 度。
10、近轴条件下,折射率为1.4的厚为14mm 的平行玻璃板,其等效空气层厚度为 10 mm. 11、设计反射棱镜时，应使其展开后玻璃板的两个表面平行，目的是 保持系统的共轴性 。
12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 提高数值孔径和减小波长 。
13、近轴情况下，在空气中看到水中鱼的表观深度要比实际深度 小 。
14．用垂轴放大率判断物、像虚实关系方法：当β>0时 物像虚实相反β<0时 物像虚实相同。
15．平面反射镜成像的垂轴放大率为 1 ,物像位置关系为 镜像 ,如果反射镜转过α角，则反射光线方向改变 2α 。
二、简答题1、几何光学的基本定律及其内容是什么？答：几何光学的基本定律是直线传播定律、独立传播定律、反射定律和折射定律。
直线传播定律:光线在均匀透明介质中按直线传播.独立传播定律：不同光源的光在通过介质某点时互不影响。
初中物理七年级专项练习题——光学(附答案)
初中物理七年级专项练习题——光学学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．图是物体AB经照相机镜头成像原理示意图，当AB沿主光轴远离镜头时，则物体上A点的像A'会沿（）移动A．A'O B．A'FC．水平向右D．水平向左2．如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图，在晚上开车时（）A．潮湿的路面更容易发生漫反射B．干燥的路面更容易发生镜面反射C．对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗D．对面无车时，驾驶员看干燥的路面更暗3．黑暗的房间里有两盏电灯，只有一盏灯点亮，但人能看到未点亮的灯泡。
以下对于“看到未点亮灯泡”所画的光路图，正确的是（）A．B．C．D．4．为了不惊动蜗牛，用放大镜观察蜗牛触角，为了看到更大的清晰的像，下列操作正确的是（）A．蜗牛与眼睛不动，放大镜离蜗牛远一些B．蜗牛与眼睛不动，放大镜离蜗牛近一些C．蜗牛与放大镜不动，眼睛离蜗牛近一些D．蜗牛与放大镜不动，眼睛离蜗牛远一些5．如图，在暗室里，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内观察到不同颜色的光，则A．A处为紫光B．这个实验说明太阳光只含有七种单色光C．只有AB之间有光D．将温度计放到AB范围A处的外侧，会看到温度上升较快6．3D电影具有三维立体视觉效果，拍摄时，将两个摄像头按照人两眼间的距离放置，同时拍摄，制成胶片；放映时，两个放映机在银幕上呈现两个略有差异的画面，观看者带上特殊眼镜后，就和直接用双眼看到物体的效果一样．关于3D电影，下列说法不正确的是A．光在银幕上发生的是漫反射B．画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像C．拍摄时，两镜头中心间的距离约为7cmD．放映时，胶片到放映机镜头的距离大于2倍的镜头焦距7．小明利用太阳光测量凸透镜焦距，下列操作最合理的是A．B．C．D．8．下列对各光学现象的相应解释或描述，正确的是（）A．影子是由于光的反射形成的B．蜡烛远离平面镜时，蜡烛的像变小C．插在水中的铅笔“折断”了，是因为光的折射D．D．只将F板绕ON向后转动，还能在F板上看到反射光线9．若图中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成两半，并分别向两侧平移一段距离，则猫的头部通过左、右两半面镜子（）A．都不能成像B．各成半个像，合起来成一个完整的像C．都成完整的像，且两个像在同一位置D．都成完整的像，且两个像在不同位置10．如图所示的光现象中，与小孔成像的原理相同的是（）A．屏幕上的“手影”B．茶杯在镜中的“倒影”C．水中筷子“变弯”D．钢笔“错位”11．红外线和紫外线的应用非常广泛，下列仪器中，属于利用紫外线工作的是A．电视遥控器B．医用“B超机”C．验钞机D．夜视仪12．在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示．接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况．下列合乎要求的是A．B．C．D．13．潜入水中工作的潜水员看见岸上树梢位置变高了．如图所示的四幅光路图中，哪一幅图能正确说明产生这一现象的原因：（）A．B．C．D．14．如图所示是探究光的反射规律的实验装置，为了探究反射光线与入射光线之间的关系，实验时应进行的操作是A．沿ON向后折转板FB．沿ON向后折转板EC．改变光线OB与ON的夹角D．改变光线AO与ON的夹角15．如图所示是透镜对光的作用，其中正确的是A．B．C．D．16．在“五岳”之一泰山上，历史上曾多次出现“佛光”奇景．据目击者说：“佛光”是一个巨大的五彩缤纷的光环，与常见的彩虹色彩完全一样．“佛光”形成的主要原因是A．直线传播B．小孔成像C．光的反射D．光的色散17．“白日不到处，青春恰自来，苔花如米小，也学牡丹开”，在央视《经典咏流传》舞台上威宁石门坎师生吟唱清代诗人袁枚的这首《苔》，令无数观众感动落泪．其中“白日不到处”主要涉及的物理知识是（）A．光的直线传播B．光的反射C．光的折射D．光的色散18．甲乙两人在照同一个镜子．甲在镜中看到了乙的眼睛，下列说法正确的是A．乙也一定能看到甲的眼睛B．乙可能看到甲的眼睛C．乙不可能看到甲的眼睛D．乙不可能看到甲的全身二、实验题19．小文同学通过以下的实验过程，探究光的反射规律。
大学光学练习题及答案
光学练习题一、 选择题1．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条件不变(如图)，则此时（ B ）A.P 处仍为明条纹B.P 处为暗条纹C.P 处位于明、暗条纹之间D.屏幕E 上无干涉条纹2．在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采的办法是（ B ）A.使屏靠近双缝B.使两缝的间距变小C.把两个缝的宽度稍微调窄D.改用波长较小的单色光源3．在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率为n 薄玻璃片将上面的狭缝挡住，则此时中央亮条纹的位置与原来相比应 （ A ）(A) 向上移动； (B) 向下移动；(C) 不动； (D) 根据具体情况而定。
4．在照相机镜头的玻璃上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长的透射光能量，假定光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 ( D )(A) /n ； (B) /2n ； (C) /3n ； (D) /4n 。
5．一折射率为n 、厚度为e 的薄膜处于折射率分别为1n 和3n 的介质中，现用一束波长为λ的平行光垂直照射该薄膜，如图，若n n n <<，则反射光a 、b 的光程差为 ( B )（A ）、22λ+e n ； （B ）、e n 22；（C ）、λ+e n 22； （D ）、e n 2 。
6．在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为3λ的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B ）（A ）2个 （B ）3个 （C ）4个 （D ）6个NM Q7．当平行单色光垂直入射于如图所示空气劈尖，两块平面玻璃的折射率为1 1.50n =，空气的折射率为21n =，C 点处的厚度为e ，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差为(D)A ．e n 22B ．2/22λ+e nC ． e n 12D ． 2/21λ+e n8．如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L 变小，则在L 范围内干涉条纹的 （ C ）（A ）数目减小，间距变大 （B ）数目减小，间距不变（C ）数目不变，间距变小 （D ）数目增加，间距变小9．波长550nm λ=的单色光垂直入射于光栅常数41.010cm d -=⨯的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 （ D ）（A ）4 （B ）3 （C ）2 （D ）110．三个偏振片1P 、2P 与3P 堆叠在一起，1P 与3P 的偏振化方向相互垂直，2P 与1P的偏振化方向间的夹角为45 ，强度为0I 的自然光入射于偏振片1P ，并依次透过偏振片1P 、2P 与3P ，则通过三个偏振片后的光强为 （ C ）（A ）016I （B ）038I （C ）08I （D ）04I 二、填空题1．相干光的必要条件为 频率相同 、 相位差恒定或相位相同 、振动方向平行 。
光学试题
《光学》习题库第一章， 光的干涉（一）选择题1.严格地讲，空气折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空时，干涉环将：A 、变大B 、缩小C 、不变D 、消逝2.在迈克耳逊干涉仪中观察钠黄光时，如果连续移动干涉仪的可动反射镜以使光程差增加，所观察到的等倾干涉圆环将不断地从中央产生向外扩大，并且干涉图样的可见度人最大到最小又从最小到最大周期性变化，当可见度变化一个周期时，从中央产生的干涉明圆环数最接近于：A 、245B 、490C 、980D 、19603.杨式双缝实验装置中，光源的波长为6000Ǻ。
两狭缝的间距为2mm 。
在离缝300cm 的一光屏上，观察到干涉图样的明条纹的间距为：A 4.5mmB 4.1mmC 3.1mmD 0.9mm4.在折射率为n 2的玻璃制成的光学元件表面，镀上单层介质增透膜，膜厚度为h ，折射率为n 1，元件在空气中使用。
假如希望这个镀膜表面对于正入射的波长为λ的光完全消反射就有如下要求：A 、221n n = 且 1412n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=（k=0，1，2，…… B 、221n n =，且1412n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+= C 、221n n = 且 121n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+= D 、221n n =，且121n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=5.图下方是检验透镜曲率的干涉装置，用波长为λ的单色光垂直照射，干涉花样如图的上方所示则透镜下表面与横具间邻隙厚度不超过：A 、2/3λB 、2λC 、D 、12λ6．用劈尖干涉检测二件的表面，当波长为λ的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图，图中每一条纹弯曲部分的顶点恰与右边相邻的直线部分的连续相切，由图可见二件表面：A 、有一凹陷的槽，深为λ/4B 、有一凹陷的槽，深为λ/2C 、有一凸起的埂，高为λ/4D 、有一凸起的埂，高为λ/27．S 是单色光点光波，P 是屏幕上给τ定点，那么左下图最可能是哪种光学现象的演示实验：A 、色差B 、干涉C 、菲涅耳衍射D 、夫琅和费衍射8．晴朗的天空所以呈浅兰色，清晨日出或傍晚日晚日落的晨曦和晚霞呈现红色，其原因为：A 、太阳光被大气所吸收B 、太阳光被大气所色散C 、太阳光被大气所偏振D 、太阳光被大气所散射9．波长为5500 Ǻ的单色光垂直照射，如果第五个暗环的半径是1.414厘米，第85个暗环的半径是1.871厘米，则该装置中的平凸透镜的曲率半径是 米，若已知该透镜直径是4厘米，则理论计算可产生圆干涉条纹数约为 。
光学练习题
１光学练习题一.选择题1．双缝间距为2mm ，双缝与屏幕相距300cm ，用波长为06000A 的光照射时，屏幕上干涉条纹的相邻两明纹的距离是（ ）。
A 4.5mmB 0.9mmC 3.12mmD 4.15mm 2．在同一媒质中两列相干光的强度之比421=I I 是，则两列相干光的振幅之比是：（ ）A=21A A 4 B =21A A 2 C =21A A 16 D =21A A 413．一束光强为0I 的自然光，相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后，出射光的光强为0/8I I =，已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直，若以入射光为轴，旋转P 2，问P 2最少要转过多大角度，才能使出射光的光强为零。
（ ）︒︒︒604530C B A D ︒904．单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜厚度为e, 且n 1<n 2>n 3, 1λ为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程差为（ ）。
1221121122212212222λλλn e n D n e n Cn e n B e n A ---5．在上题中，若n 1< n 2 < n 3 ，k=0,1,2,3A 满足λλk e n =+222的条件。
反射光消失 B 满足λλk e n =-222的条件。
反射光消失 C 满足λλk e n =+222的条件。
透射光消失 D 满足λλk e n =-222的条件。
透射光消失6．劈尖干涉中干涉条纹是等间距分布的，但牛顿环干涉条纹不是等间距分布的，这是（ ）。
A 因它的条纹是环形 B 因各干涉环对应的厚度不相等 C 因平凸透镜与平玻璃间有空气 D 因平凸透镜曲面上各点的斜率不相等7．有两个几何形状完全相同的劈尖，一个是空气中的玻璃劈尖，一个是玻璃中的空气劈尖。
当以相同波长的单色光分别垂直照射它们时（ ）。
２A 玻璃劈尖的条纹间距比空气劈尖大B 玻璃劈尖的条纹间距比空气劈尖小C 两个劈尖干涉条纹间距相同D 观察不到玻璃劈尖的干涉条纹 8．在相等的时间内，一束波长为λ的单色光在空气和玻璃中（ ）。
光学部分作业解答
第一章 习题11、物点A 经平面镜成像像点A ＇，A 和A ＇是一对共轭等光程点吗？ 答：A 和A ＇是一对共轭等光程点2、在什么条件下附图中的折射球面起会聚作用，在什么条件下起发散作用？(a) (b)解: r nn n f -''='(a ) ∵ r > 0 ,∴ 当 n' > n 时，0>'f ，会聚；当 n' < n 时，0<'f ,发散。
(b )∵ r < 0 ,∴ 当 n' > n 时，0<'f ，发散; 当 n' < n 时，0>'f ，会聚。
3、顶角α很小的棱镜，常称为光楔；n 是光楔的折射率。
证明光楔使垂直入射的光线产生偏向角δ = (n −1) α，δ是指入射光经两折射面折射后，出射光线与入射光线之间的夹角。
证法一： 由折射定律n sin i 1=n 0sin i 2 ， i 1、 i 2 很小，则 11sin i i ≈ ， 22sin i i ≈ 由几何关系：α=1i ，即2i n =α ∴αααδ)1(12-=-=-=n n i i证法二：由几何关系：α=1iδαδ+=+=12i i由折射定律 n sin i 1=n 0sin i 2∵ i 1、 i 2 很小，α=≈11sin i i , 22sin i i ≈， 且 10≈n1则有 δαα+=n ，∴ αααδ)1(-=-=n n4、若空气中一均匀球形透明体能将平行光束会聚于其背面顶点上，此透明体的折射率应等于多少？解：设球形透明体的半径为r ，其折射率为n ′已知r p p n 2 , , 1='-∞== 根据单球面折射成像公式r nn p n p n -'=-'' 得：rn r n 12-'=' ∴ 2='n 5、试证明：一束平行光相继经过几个平行分界面的多层介质折射时，出射光线的方向只与入射光的方向及入射空间和出射空间介质的折射率有关，与中间各层介质无关。
部分光学习题
求证：012222=∂∂-∇tH v H 求柱面波的波函数。
在离无线电发射机10km 远处飞行的一架飞机，收到功率密度为10μW/㎡的信号。
试计算：（1） 在飞机上来自此信号的电场强度大小；（2） 相应的磁场强度大小；（3） 发电机的总功率。
一束线偏振光以45°角入射到空气-玻璃界面，线偏振光的电矢量垂直于入射面。
假设玻璃的折射率为1.5，试求反射系数和透射系数。
光波垂直入射到玻璃-空气界面，玻璃折射率n=1.5，试计算反射系数、透射系数、反射率和透射率。
光束垂直入射到45°直角棱镜的一个侧面，光束经斜面反射后从第二个侧面透出（见图1.50）。
若入射光强度为I 0，问从棱镜透出的光束的强度为多少？设棱镜的折射率为1.52，并且不考虑棱镜的吸收。
图1.53所示是一根直圆柱形光纤，光纤纤心的折射率为n 1，光纤包成的折射率为n 2，并且n 1>n 2。
(1)证明入射光的最大孔径角2u 满足关系式sinu=（n 12-n 22）1/2； (2) 若n 1=1.62，n 2=1.52，最大孔径角等于多少？如图2.28所示，从S 1和S 2发出的地磁波的波长为10m ，两波在彼此相距很近的P 1和P 2点处的强度分别为9W/㎡和16W/㎡。
若S 1P 1=2560m ，S 1P 1=2450m ，S 2P 1=3000m,S 2P 2=2555m ，问P1和P2两点处的电磁波的强度等于多少？（假设两波从S 1和S 2发出时同相位）。
在维纳光驻波实验中，涂有感光乳胶膜的玻璃片的长度为1cm 。
玻璃片一端与反射镜接触，另一端与反射镜相距10μm 。
试验中测量出乳胶上两个黑纹的距离为250μm ，问所用的光波的波长是多少？一个右旋圆偏振光在50°角下入射到空气-玻璃界面（玻璃的折射率n=1.5），试决定反射波和透射波的偏振状态。
确定其正交分量由下面两式表示的光波的偏振态：在双缝夫琅禾费衍射试验中，所用光波波长λ=632.8nm ，透镜焦距f=50cm ，观察到两相邻亮条纹之间的距离e=1.5mm ，并且第4级亮纹缺级。
光学知识点练习题集锦
光学知识点练习题集锦一、选择题1.以下哪种现象是光的传播特性之一?A.折射B.干涉C.衍射D.反射2.狭缝干涉实验主要研究的是光的哪一种特性?A.衍射B.透射C.散射D.反射3.透明介质中光速的大小与哪个参数有关?A.折射率B.密度C.压强D.温度4.面体之间的光反射遵循的定律是？A.斯涅尔定律B.费马定律C.杨氏定律D.光的多次反射定律5.以下哪个选项可以最好地描述白炽灯产生的光谱?A.连续光谱B.线缆光谱C.离散光谱D.单色光谱二、填空题1.光的最小折射角发生在光线从光密媒介折射到光疏媒介时，称为______。
2.光通过狭缝时，会发生______现象。
3.光在空气中的速度约为______。
4.光的传播速度最快的介质是______。
5.在光的反射中，入射角等于______角。
6.光的颜色与其波长的______成正比。
三、判断题1.折射是光波经过两个不同介质的分界面时，由于介质密度的差异而改变传播方向的现象。
( )2.白色光是由不同波长的单色光组成的。
( )3.当光线从光疏介质射入光密介质时，发生折射现象，折射角小于入射角。
( )4.折射率越大，介质中的光速度越小。
( )5.光的传播速度在真空中最大，光速为3×10^8m/s。
( )四、计算题1.一个介质的折射率为1.5，当光从该介质射入折射率为1.0的介质中，入射角为60°，求折射角。
2.两片平行玻璃板之间间距为1.0mm，光的波长为500nm，问干涉条纹的宽度是多少？3.一束光的入射角为30°，折射角为60°，求两个介质的折射率。
练习题答案及解析一、选择题1. D 光的反射是光的传播特性之一，当光遇到界面时，会发生反射现象。
2. A 狭缝干涉实验研究的是光的衍射现象，通过光通过一个狭缝后的干涉现象来研究光的特性。
3. A 透明介质中光速的大小与折射率有关，折射率越大，光速越慢。
4. A 面体之间的光反射遵循斯涅尔定律，即入射角、反射角和折射角之间满足一定的关系。
光学考试题
光学习题第一部分：填空题1. 光波的相干条件是:频率相同 ； ； 。
2．位相差和光程差的关系为 ，实现相长干涉的位相差条件 为 。
3．用波长λ的单色光入射迈克耳孙干涉仪，当可动镜Ｍ1移动了0.03164mm 时，发现视场中心变化了100个条纹，则入射光波长λ＝ 。
4. 在空气中用波长为λ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_____________5． 用波长为λ单色光垂直照射如图所示的折射率为n 2的劈尖薄膜(n 1>n 2 , n 3>n 2)，观察反射光干涉，从劈尖顶开始，第2条明纹对应的膜厚度d =___ __.6． 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。
7．波长λ＝500nm 的单色平行光，垂直入射半径ρ＝1mm 的圆孔，圆孔后轴线上P 点到圆孔的距离r ＝1m ，对于P 点而言，圆孔露出的半波带数k= ，P 点为 点。
8. N 条狭缝的夫琅和费衍射，衍射的总能流是缝宽相同的单缝夫琅和费衍射光能量的 倍，衍射光强中央主极大将增大为 倍。
9.人眼瞳孔直径为3mm ，对波长为550nm 的光而言，人眼的最小分辨角为 弧度。
13 510．爱里光斑的半角宽度θ∆＝。
11．设天空中两颗星对于一望远镜的张角为2.42×10-6rad,它们都发出波长为550nm的光，为了分辨出这两颗星，望远镜物镜的口径至少要等于cm。
12．汽车两盏前灯相距L，与观察者相距S＝10km。
夜间人眼瞳孔直径d＝5.0mm，人眼敏感波长为550nm。
若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可分辨出汽车两前灯的最小间距L 是。
13．若星光的波长是550nm，孔径为127cm的大型望远镜所能分辨的两颗星的最小角距离（从地上一点看两星的视线间夹角）是。
大学物理---光学部分练习题及答案解析
PS 1 S 2r 1n 1n 2t 2r 2t 1大学物理---光学部分练习题及答案解析一、选择题1. 有一平面透射光栅，每毫米有500条刻痕，刻痕间距是刻痕宽度的两倍。
若用600nm 的平行光垂直照射该光栅，问第几级亮条纹缺级？能观察到几条亮条纹？ ( C )A. 第1级，7条B. 第2级，6条C. 第3级，5条D. 第2级，3条2. 下列情形中，在计算两束反射光线的光程差时，不需要计算因半波损失而产生的额外光程的是：（ D ）A BCD3. 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（ C ） (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4. 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( B )(A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([111222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r ---空气油膜n=1.4 水MgF 2 n=1.38 空气玻璃 n=1.5油膜n=1.4 空气 水空气MgF 2 n=1.38玻璃 n=1.5(D) 1122t n t n -5、如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n 1＜n 2＞n 3，1λ为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 ( C )(A) )/(2112λπn e n (B) πλπ+)/(4121n e n (C) πλπ+)/(4112n e n(D) )/(4112λπn e n6、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 ）(A) 1.5 λ(B) 1.5 λ / n(C) 1.5n λ(D) 3 λ7、一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的透振方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I 为（ B ）(A) 24/0I（B ）4/0I（C ）2/0I(D)2/20I8、波长为λ的单色光垂直入射于光栅常数为d 、缝宽为a 、总缝数为N 的光栅上。
大学物理竞赛光学部分必做习题
光学部分基本要求：一、光的干涉1、掌握杨氏双缝干涉的分析与计算；2、理解相干光的相干条件；3、掌握光程的概念会计算光程差；4、掌握薄膜干涉-----等厚干涉的相关计算（劈尖及牛顿环）；5、理解等倾干涉的光程差公式，理解增透膜的概念；6、了解迈克尔逊干涉仪。
二、光的衍射1、了解光的衍射现象；2、理解惠更斯---菲涅耳原理；3、掌握用半波带法分析单缝衍射的明暗纹条件，中央明纹、一级明纹的宽度计算；4、了解光学仪器的分辨本领；5、掌握光栅衍射中所涉及到的所有内容（光栅方程、衍射特点，缺级等等）；6、了解X 射线衍射。
三、光的偏振1、掌握自然光、部分偏振光及线偏振光的特点及区分方法；2、理解获得线偏光的方法；3、掌握马吕斯定律及布儒斯特定律的应用。
相关习题：一、选择题1.如图所示，1S 、2S 是两个相干光源，他们到P 点的距离分别为1r 和2r ．路径P S 1垂直穿过一块厚度为1t 、折射率为1n 的一种介质；路径P S 2垂直穿过一块厚度为2t 、折射率为2n 的另一介质；其余部分可看作真空．这两条光路的光程差等于[](A))()(111222t n r t n r +-+(B)])1([])1([121222t n r t n r -+--+(C))()(111222t n r t n r ---(D)1122t n t n -t1t 1n 22.在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气和在玻璃中[](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3.两束平面平行相干光,每一束都以强度I 照射某一表面,彼此同相地并合在一起,则合光照在该表面的强度为[](A)I (B)2I(C)4I(D)24.相干光是指[](A)振动方向相同、频率相同、相位差恒定的两束光(B)振动方向相互垂直、频率相同、相位差不变的两束光(C)同一发光体上不同部份发出的光(D)两个一般的独立光源发出的光5.两个独立的白炽光源发出的两条光线,各以强度I 照射某一表面．如果这两条光线同时照射此表面,则合光照在该表面的强度为[](A)I(B)2I(C)4I(D)8I6.相干光波的条件是振动频率相同、相位相同或相位差恒定以及[](A)传播方向相同(B)振幅相同(C)振动方向相同(D)位置相同7.在杨氏双缝实验中,若用白光作光源,干涉条纹的情况为[](A)中央明纹是白色的(B)红光条纹较密(C)紫光条纹间距较大(D)干涉条纹为白色8.如图所示，在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹．若将缝2S 盖住，并在21S S 连线的垂直平面出放一反射镜M ，则此时[](A)P 点处仍为明条纹(B)P 点处为暗条纹(C)不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹(D)无干涉条纹9.把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中，两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (d D >>)，所用单色光在真空中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是[](A)ndDλ(B)d D n λ(C)nDd λ(D)ndD 2λ10.如图所示，在杨氏双缝实验中,若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住,干涉条纹的变化情况是[](A)条纹间距增大(B)整个干涉条纹将向上移动(C)条纹间距减小(D)整个干涉条纹将向下移动11.在保持入射光波长和缝屏距离不变的情况下,将杨氏双缝的缝距减小,则[](A)干涉条纹宽度将变大(B)干涉条纹宽度将变小E(C)干涉条纹宽度将保持不变(D)给定区域内干涉条纹数目将增加12.用波长可以连续改变的单色光垂直照射一劈形膜,如果波长逐渐变小,干涉条纹的变化情况为[](A)明纹间距逐渐减小,并背离劈棱移动(B)明纹间距逐渐变小,并向劈棱移动(C)明纹间距逐渐变大,并向劈棱移动(D)明纹间距逐渐变大,并背向劈棱移动13.两块平玻璃板构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[](A)间隔变小，并向棱边方向平移(B)间隔变大，并向远离棱边方向平移(C)间隔不变，向棱边方向平移(D)间隔变小，并向远离棱边方向平移14.根据第k 级牛顿环的半径r k 、第k 级牛顿环所对应的空气膜厚d k 和凸透镜之凸面半径R的关系式Rr d k k 22=可知，离开环心越远的条纹[](A)对应的光程差越大，故环越密(B)对应的光程差越小，故环越密(C)对应的光程差增加越快，故环越密(D)对应的光程差增加越慢，故环越密15.如图8所示，一束平行单色光垂直照射到薄膜上，经上、下两表面反射的光束发生干涉．若薄膜的厚度为e ，且n 1<n 2>n 3，λ为入射光在折射率为n 1的介质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为：[](A)e n n 12π2⋅λ(B)ππ421+⋅e n n λ(C)ππ412+⋅e n n λ(D)en n 12π4⋅λ16.如图9所示，用白光垂直照射厚度e =350nm 的薄膜，若膜的折射率n 2=1.4,薄膜上面的介质折射率为n 1，薄膜下面的介质折射率为n 3，且n 1<n 2<n 3．则反射光中可看到的加强光的波长为[](A)450nm (B)490nm (C)690nm(D)553.3nm17.如图10所示，用波长为λ的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为n 、劈角为α的透明劈尖b 插入光线2中，则当劈尖b 缓慢向上移动时(只遮住S 2)，屏C 上的干涉条纹[](A)间隔变大，向下移动(B)间隔变小，向上移动(C)间隔不变，向下移动(D)间隔不变，向上移动18.根据惠更斯–菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S ,则S 的前方某点P 的光强度取决于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到P 点的[](A)振动振幅之和(B)振动振幅之和的平方(C)光强之和(D)振动的相干叠加19.光波的衍射现象没有声波显著,这是由于[](A)光波是电磁波,声波是机械波(B)光波传播速度比声波大图8图9Sλ图10图11λfaEL(C)光是有颜色的(D)光的波长比声波小得多20.如图11所示，波长为 的单色光垂直入射在缝宽为a 的单缝上,缝后紧靠着焦距为f 的薄凸透镜,屏置于透镜的焦平面上,若整个实验装置浸入折射率为n 的液体中,则在屏上出现的中央明纹宽度为[](A)naf λ(B)naf λ(C)naf λ2(D)anf λ221.在单缝衍射中,若屏上的P 点满足25sin =ϕa 则该点为[](A)第二级暗纹(B)第五级暗纹(C)第二级明纹(D)第五级明纹22.在夫琅禾费衍射实验中，对给定的入射单色光，当缝宽变小时，除中央亮纹的中心位置不变，各衍射条纹[](A)对应的衍射角变小(B)对应的衍射角变大(C)对应的衍射角不变(D)光强也不变23.在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其它条件不变，则中央明纹[](A)宽度变小(B)宽度变大(C)宽度不变，且中心强度也不变(D)宽度不变，但中心强度增大24.一单缝夫琅禾费衍射实验装置如图12所示，L 为透镜，E 为屏幕；当把单缝向右稍微移动一点时，衍射图样将[](A)向上平移(B)向下平移(C)不动(D)消失25.在图13所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝K 沿垂直光的入射光(x 轴)方向稍微平移，则[](A)衍射条纹移动，条纹宽度不变(B)衍射条纹移动，条纹宽度变动(C)衍射条纹中心不动，条纹变宽(D)衍射条纹不动，条纹宽度不变26.一衍射光栅由宽300nm 、中心间距为900nm 的缝构成,当波长为600nm 的光垂直照射时,屏幕上最多能观察到的亮条纹数为[](A)2条(B)3条(C)4条(D)5条27.白光垂直照射到每厘米有5000条刻痕的光栅上,若在衍射角ϕ=30°处能看到某一波长的光谱线,则该光谱线所属的级次为[](A)1(B)2(C)3(D)428.波长为λ的单色光垂直入射于光栅常数为d 、缝宽a 、总缝数为N 的光栅上．取0=k ,1±,2±,…，则决定出现主级大的衍射角θ的公式可写成[](A)λθk Na =sin (B)λθk a =sin (C)λθk Nd =sin (D)λθk d =sin 图12aλLEfKS 1L 2L xaEf图1312图1529.一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是[](A)紫光(B)绿光(C)黄光(D)红光30.在光栅光谱中，假设所有的偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上，因而实际上出现暗纹.那么光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系[](A)a =b(B)a =2b(C)a =3b(D)b =2a31.一束平行光垂直入射在一衍射光栅上,当光栅常数)(b a +为下列哪种情况时(a 为每条缝的宽度,b 为不透光部分宽度),k =3,6,9,…等级次的主极大均不出现[]．(A)a b a 2=+(B)a b a 3=+(C)ab a 4=+(D)ab a 6=+32.如图14所示，一束光垂直入射到一偏振片上,当偏振片以入射光方向为轴转动时,发现透射光的光强有变化,但无全暗情形,由此可知,其入射光是[](A)自然光(B)部分偏振光(C)全偏振光(D)不能确定其偏振状态的光33.把两块偏振片紧叠在一起放置在一盏灯前,并使其出射光强变为零．当把其中一块偏振片旋转180°时,出射光强的变化情况是[](A)光强由零逐渐变为最大(B)光强始终为零(C)光强由零逐渐增为最大,然后由最大逐渐变为零(D)光强始终为最大值34.自然光以60的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则[](A)折射光为线偏振光，折射角为30(B)折射光为部分线偏振光，折射角为30(C)折射光为线偏振光，折射角不能确定(D)折射光为部分线偏振光，折射角不能确定35.自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，则反射光是[](A)在入射面内振动的完全线偏振光(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光(C)垂直于入射面的振动的完全偏振光(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光36.如图15所示，一束自然光由空气射向一块玻璃，入射角等于布儒斯特角0i ，则界面2的反射光是[](A)自然光(B)完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面(C)完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面(D)部分偏振光37.如图16所示，强度为I 0的自然光经两个平行放置的偏振片后,透射光的强度变为40I,由此可知,这两块偏振片的偏振化方向夹角是[](A)30°(B)45°(C)60°(D)90°图14图1638.如图18所示，一束光强为I 0的自然光相继通过三块偏振片P 1、P 2、P 3后，其出射光的强度为8I I =．已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直．若以入射光线为轴转动P 2,问至少要转过多少角度才能出射光的光强度为零?[](A)30°(B)45°(C)60°(D)90°二、填空题1.真空中波长λ=400nm 的紫光在折射率为n =1.5的介质中从A 点传到B 点时,光振动的相位改变了5π,该光从A 到B 所走的光程为．2.两条狭缝相距2mm,离屏300cm,用600nm 的光照射时,干涉条纹的相邻明纹间距为___________mm.3.将一块很薄的云母片(n =1.58)覆盖在杨氏双缝实验中的一条缝上，这时屏幕上的中央明纹中心被原来的第7级明纹中心占据．如果入射光的波长λ=550nm,则该云母片的厚度为___________．4.如图4所示，在玻璃(折射率n 3=1.60)表面镀一层MgF 2(折射n 2=1.38)薄膜作为增透膜．为了使波长为500nm 的光从空气(折射率n 1=1.00)正入射时尽可能减少反射，MgF 2膜的最小厚度应是．5.波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖角为θ，劈尖薄膜的折射率为n ，第k 级明条纹与第k ＋7级明条纹的间距是．6.如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30=ϕ的方位上，所用的单色光波长为nm 500=λ，则单缝宽度为．7.一束平行光束垂直照射宽度为1.0mm 的单缝上，在缝后放一焦距为2.0mm 的汇聚透镜．已知位于透镜焦平面处的中央明纹的宽度为 2.0mm ，则入射光波长约为．8.用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时，与中央明条纹旁第三个暗条纹中心相对应的半波带的数目是__________．9.平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射．若屏上P 点处为第三级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为___________个半波带．若将单缝宽度缩小一半，P 点处将是_________级________纹．10.当自然光以58︒角从空气射入到玻璃板表面上时,若反射光为线偏振光,则透射光的折射角为_________．I图181P 3P 2P11.一束自然光入射到空气和玻璃的分界面上,当入射角为60︒时反射光为完全偏振光,则此玻璃的折射率为_________．12.一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片，且两偏振片的偏振化方向成45︒角，若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿过两个偏振片后的光强为_________．13.一束由自然光和线偏振光组成的混合光，让它垂直通过一偏振片．若以此入射光束轴旋转偏振片，测得透射光强度的最大值是最小值的7倍；那么入射光束自然光和线偏振光的光强比为_____________．14.一束自然光通过一偏振片后，射到一折射率为3的玻璃片上，若转动玻璃片在某个位置时反射光消失，这时入射角i 等于_____________．15.两个偏振片叠放在一起，强度为I 0的自然光垂直入射其上，不考虑偏振片的吸收和反射，若通过两个偏振片后的光强为8I ，则此两偏振片的偏振化方向间的夹角是．三、计算题1.薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长为nm 1.546=λ的平面光波正入射到钢片上，屏幕距双缝的距离为D =2.00m ．现测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为mm 0.12=∆x ，求两缝间的距离。
(完整版)初二物理光学练习题(附答案)
一、光的直线流传、光速练习题一、选择题1.以下说法中正确的选项是（）A. 光老是沿直线流传C.光在同一种平均介质中老是沿直线流传B.光在同一种介质中老是沿直线流传D.小孔成像是光沿直线流传形成的2.以下对于光芒的说法正确的选项是( )A. 光源能射出无数条光芒C.光芒就是很细的光束B.光芒其实是不存在的D.光芒是用来表示光流传方向的直线3.一工棚的油毡屋顶上有一个小孔，太阳光经过它后落在地面上形成一个圆形光斑，这一现象表示()A. 小孔的形状必定是圆的B.太阳的形状是圆的C.地面上的光斑是太阳的像D.光是沿直线流传的4.假如一个小发光体发出两条光芒，依据这两条光芒反向延伸线的交点，能够确立A. 发光体的体积B.发光体的地点C.发光体的大小D.发光体的面积( )5.无影灯是由多个大面积光源组合而成的，以下对于照明成效的说法中正确的选项是（A. 无影灯没有影子B.无影灯有本影C.无影灯没有本影D.无影灯没有半影）不透明体遮住光源时，假如光源是比较大的发光体，所产生的影子就有两部分，完好暗的部分叫本影，半明半暗的部分叫半影6．太阳光垂直照射到一很小的正方形小孔上，则在地面上产生光点的形状是()A ．圆形的B．正方形的C．不规则的D．成条形的7．以下对于光的说法中，正确的选项是()A ．光老是沿直线流传的C．萤火虫不是光源B．光的流传速度是D．以上说法均不对3× 108 m/s二、填空题9．在射击时，对准的要领是“三点一线”，这是利用____的原理，光在假如看到自己前方的一位同学挡住了前方所有的人，队就排直了，这能够用____中流传的速度最大．排纵队时，____来解说．10.身高 1.6m 的人以这盏路灯的高度应是1m/s 的速度沿直线向路灯下走去，___m。
在某一时辰，人影长 1.8m，经2s，影长变成 1.3m ，11.在阳光下，旗杆的高度是测得操场上旗杆的影长是__ _m。
3.5m。
同时测得身高 1.5m 同学的影子长度是0.5m。
大学物理习题集——光学部分
大学物理习题集——光学部分148、折射率为1.50、直径为10.0cm 的长玻璃棒，端面被磨成半径为5.0cm 的光滑凸状球面。
有一长为 1.0m m 的细棒，垂直地放于玻璃棒轴上距端面20cm 处。
求细棒的像的位置和横向放大率。
149、有一曲率半径为20.0cm 的凹面镜，在距顶点10.0cm 处垂直于主光轴放置一高度为20m m 的细棒，计算像的位置和横向放大率。
150、会聚透镜的焦距为10.0cm ，当物点处于主光轴上并距光心分别为20.0cm 和5.0cm 时，试确定像的位置、大小、正倒和虚实。
151、一发散透镜的两个球面的曲率半径分别为10.0cm 和30.0cm ，其折射率为1.50。
现有高度为2.0cm 的细棒处于主光轴上并与主光轴相垂直，与光心相距40.0cm 。
求像的位置和高度。
152、如图所示，由光源S 发出的600nm λ=，单色光，自空气射入折射率 1.23n =的一层透明物质，再射入空气。
若透明物质的厚度为 1.0d cm =，入射角030θ=，且 5.0SA BC cm ==，求：（1） 折射角1θ为多少；（2） 此单色光在这层透明物质里的频率、速度和波长各为多少。
153、在双缝干涉实验中，两缝间距为0.30m m ，用单色光垂直照射双缝，在离缝1.20m 的屏上测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹间的距离为22.78m m 。
问所用光的波长为多少。
154、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θ很小）。
用波长600nm λ=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 1.40n =的液体进的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小0.5l m m ∆=，那么劈尖角θ应是多少？155、在杨氏干涉实验中，双缝的间距为0.30m m ，以波长为26.010nm λ=⨯的单色光照射狭缝，求在离双缝50cm 远的光屏上，从中央向一侧数第2条与第5条暗条纹之间的距离。
光学训练题(含答案)
光学练习题（答案）1．(多选)关于光的现象，下列说法正确的是()A．如果某单色光线从空气射入普通玻璃，光线传播速度一定减小B．发生全反射时，反射光的能量几乎等于入射光的能量C．光导纤维传输信号和全息照相利用的都是光的全反射现象D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象E．在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光，就可以比较清楚地拍摄玻璃橱窗内的物品解析：选ABE根据v＝cn，光从空气射入普通玻璃中，折射率n>1，则传播速度减小，选项A正确；发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量，选项B正确；全息照相利用了激光相干性好的特性，运用光的干涉现象，选项C错误；刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象，选项D错误；由于反射光是偏振光，在拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光，选项E正确。
2．(多选)彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。
彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a、b是单色光)。
下列关于a光与b光的说法正确的是() A．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率B．a光在水滴中的传播速度小于b光在水滴中的传播速度C．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距D．a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E．若a、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射解析：选ABE进入水滴时，由折射定律n＝sin isin r知，a光在水滴中的折射角小，折射率大，选项A正确；由v＝cn，a光在水滴中的传播速度小，选项B正确；由sin C＝1n，a光的临界角小，容易发生全反射，选项E正确；a光在水滴中的折射率大，频率大，波长小，由Δx＝ldλ，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，选项C错误；在真空和在水滴中，分别有c＝λ0f和v＝λf，则cv＝λ0λ，故a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要短，选项D错误。
高中物理《光学》练习题(附答案解析)
高中物理《光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：__________一、单选题1．下列说法正确的是（ ）A ．爱因斯坦提出光子的能量与光的波长成正比，即E h λ=B ．法拉第预言电磁波的存在，赫兹则通过实验捕捉到电磁波C ．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子D ．由c f λ=可知，频率越大的电磁波，在真空中波长越小2．首位通过实验捕捉到电磁波的科学家是（ ）A ．赫兹B ．法拉第C ．麦克斯韦D ．奥斯特3．关于电磁波和麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）A ．电磁波是一种物质，可以在真空中传播B ．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场C ．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场D ．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场4．下列器件中，利用电流热效应工作的是（ ）A ．微波炉B ．电视机C ．电风扇D ．电饭锅5．如图所示，OO '是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于OO '轴等距离且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于OO '下方的P 点，由此可以得出的结论是（ ）A ．在同种玻璃中传播，A 光的传播速度一定大于B 光B ．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，B 光侧移量大C ．分别照射同一光电管，若B 光能引起光电效应，A 光一定也能D ．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是A 光6．某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光从A点射入，经B点射出圆柱体。
下列说法正确的是（）A．光线进入玻璃后频率变大B．若θ增大， 可能变小C．若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射D．若θ增大，光线由A点至第一次射出时间变短7．下列说法正确的是（）A．光子的能量跟它的频率成反比B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越强C．一小段通电直导线所受磁场力的方向就是导线所在处的磁场方向D．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（）A．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉B．遇到障碍物时，b光更容易发生明显的衍射现象C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大二、多选题9．下列关于电磁波的说法不正确的是（）A．只要空间某处有变化的电场和磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．任何变化的磁场周围一定有电场C ．能说明光具有波粒二象性的现象是光的反射和光电效应D ．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度不同10．电磁波为信息的传递插上了翅膀。
光学部分课后习题
q1'=asin(n/2/n)=30 度 所以光线FG平行于AB，垂直于CD
C
q3=45 度 所以GH垂直于AB q2‘=30 度 所以q2=asin(n/2) 又因为AC垂直于AE 所以入射光与出射光垂直。
G q3 q1' D E q2‘ B
F q1 A
H
q2
3.8. 某观察者通过一块薄玻璃板去看凸面镜中他自己的 像．他移动着玻璃板，使得在玻璃板中与在凸面镜中所 看到的他眼睛的像重合在一起，若凸面镜的焦距为 10cm ,眼睛距凸面镜顶点的距离为40cm,问玻璃板观察 者眼睛的距离为多少? 高斯公式： 1/s'+1/s=1/f' 假设人眼在左，凸面镜在右，玻璃板居中。 对于凸面镜，f'=10 cm, s=-40 cm 可得 s'= 8 cm 因此玻璃板的位置是 (s+s')/2 = - 16 cm 距离眼睛为-16+40 = 24 cm
4.10.有一光阑直径为5cm，放置在薄透镜后3cm 处。透镜的焦距为5cm，孔径为6cm。现有一高 为3cm的物PQ置于透镜前12cm处。要求：⑴计 算对主轴上P点的入射光瞳和出射光瞳的大小和 位置; ⑵找到象的位置; ⑶作光路图。
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例题1.1 人眼前一小物体，距人眼25cm ，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5mm 。
试问此时看小物体相对它原来的位置移动多远？解：利用 PP ˊ= d ( 1-1/n ) 可得： ∆ s = 5×（1－1/1.5）= 5/3≈1.67（mm)例题1.2 两个平面镜之间的夹角为0︒，30︒，45︒，60︒，90︒，120︒，180︒，而物体总是放在两镜的角等分线上，试分别求出像的个数。
答：像的个数为 2k —1 ＝ (2π/θ) —1 个数：无数多，11，7，5，3，2，1例题1.3 试计算如图所示的全反射棱镜（n=1.6），在实现光路转折过程中的光能损失百分之多少？假定介质是无吸收。
解： 光经过棱镜过程中，三次发生反射，其中第二次全反射，无能量损失，仅在玻璃和空气界面上通过时有反射能量损失，每次因反射损失的百分数为故总的能量损失为如果 n =1.5，则：R = 4％例题1.7 组成厚透镜的两个球面的曲率半径分别为4.00cm 和6.00cm ，透镜的厚度为2.00cm ，折射率为1.5。
一物点放在曲率半径为4cm 的球表面前8cm 处，求像的位置．解：按题意，厚透镜焦距公式中的故把等已知值代入公式可以确定把等已知值代入式可以确定所以 应用物像公式由公式可以得到相对于顶点O2的像距为例题1.9 在报纸上放一个平凸透镜，眼睛通过透镜看报纸，当平面在上时，报纸的虚像在平面下13.３mm 处；当凸面在上时，报纸的虚像在凸面下14.6mm 处。
若透镜的中央厚度为20mm ，求透镜的折射率和凸球面的曲率半径。
解：人眼看到的是字透过透镜成的像。
第一种情况， 字在球面的顶点，此次成像物、像重合。
字再经过平面折射成像， 物距为-20mm ，像距为-13.3mm ，由成像公式，得第二种情况，字仅通过折射成像，物距为-20mm ，像距为－14.6mm ，成像公式为联立求解以上两个方程，得 mm讨 论 题（1）1. “物像之间的等光程性”是哪个原理的推论？2. 最简单的理想光学系统是什么光学元件？3. 什么是全反射？4. 光学纤维的工作原理是什么？其数值孔径通常怎样表示？5. 棱镜主要有哪些应用？6. 几何光学的符号法则是如何规定的？)14(cm .5f ='7. 近轴光线条件下球面反射、折射的物像公式各如何表示？8. 什么是共轴光具组？9. 近轴条件下薄透镜的成像公式及横向放大率如何表示？10. 薄透镜的会聚和发散性质主要与什么因素有关？11. 近轴物点近轴光线成像的条件是什么？12. 最简单的理想光具组是什么光学元件？13. 在理想光具组里主要研究哪些基点和基面？讨论题解答（1）1. 答：“物像之间的等光程性”是“费马原理”的推论。
2. 答：最简单的理想光学系统是一个平面反射镜。
3. 答：对光线只有反射而无折射的现象称为全反射。
4. 答：光学纤维的工作原理是全反射，其数值孔径通常用N.A.表示，计算公式为：5. 答：棱镜主要用于制作折射计及利用全反射棱镜变更方向等。
6. 答：几何光学的符号法则的规定是：线段：光线和主轴交点的位置都从顶点算起，凡在顶点右方者，其间距离的数值为正，凡在顶点左方者，其间距离的数值为负．物点或象点至主抽的距离，在主轴上方为正，在下方为负．角度：光线方向的倾斜角度部从主铀(或球面法线)算起，并取小于π／2的角度．由主轴(或球面法线)转向有关光线时，若沿顺时针方向转，则该角度的数值为正；若沿逆时针方向转动时，则该角度的数值为负(在考虑角度的符号时，不必考虑组成该角度两边的线段的符号)．标定：在图中出现的长度和角度(几何量)只用正值．例如s表示的某线段值是负的，则应用(一s)来表示该线值的几何长度．7. 答：近轴光线条件下球面反射、折射的物像公式分别为：8. 答：多个球面的曲率中心都在同一直线上的系统称为共轴光具组。
9. 答：近轴条件下薄透镜的成像公式及横向放大率分别为：10. 答：薄透镜的会聚和发散性质主要与透镜的形状及两侧的折射率n有关。
11. 答：近轴物点近轴光线成像的条件是物像的等光程性。
12. 答：最简单的理想光具组是厚透镜。
13. 答：在理想光具组里主要研究的基点和基面是：焦点和焦平面、主点和主平面、节点和节平面。
例题2.1．一对双星的角距离为，要用多大口径的望远镜才能将它们分辨开？这样的望远镜的正常放大率是多少？解：已知双星的角距离rad这个值就是所要求望远镜最小可分辨的角距离．设望远镜的口径为Ｄ，取可见光平均波长nm，由可计算出望远镜的口径为(m)例题2.2 (1)显微镜用波长为250nm 的紫外光照相比用波长为500nm 的可见光照相时，fxxfssyy''-=-='='≡βΦ--=-'＝－221112rnnrnnsnsnrnnsnsn-'''＝－球面反射物象公式。
焦距时，＝－当－象距－物距，高斯象点的值对应（一个）和一定时，可见：当很小，−→−'=+'∴−→−'=='∞''=+'⇒-+'-'=+'-'-≈'-≈≈fssfrsrssssssrssslsl1112sssssr211)(111,,1cosϕϕ2221sin nnun-=其分辨本领增大多少倍？(2)它的物镜在空气中的数值孔径约为0.75，用紫外光时所能分辨两条线之间的距离是多少？(3)用折射率为1.56的油浸系统时，这个最小距离为多少?(4)若照相底片上感光微粒的大小约为0.45mm，问油浸系统紫外光显微镜的物镜横向放大率为多大时，在底片上刚好能分辨出这个最小距离．解：(1) 显微镜的分辨极限为在其它条件一样，而仅以不同波长的光照射时，即用 2 = 250 nm 的紫外光时，显微镜的分辨本领增至2倍(即增大1倍)。
(2)以紫外光照射时的分辨极限为(3)用紫外光照射，且是油浸系统时的分辨极限为(4)由物镜的横向放大率计算公式，可算出物镜的横向放大率为时，底片刚能分辨此最小距离。
例题2.3 一个棱角为500 的棱镜由某种玻璃制成，它的色散特性由确定。
其中当其对550nm 的光处于最小偏向角位置时，试求：(1)这棱镜的角色散率为多少？(2)若该棱镜的底面宽度为2.7cm 时，对该波长的光的色分辨本领为多少？(3)若该棱镜的焦距为50cm ，这系统的线色散率为多少?解：(1) 最小偏向角附近的角色散率的数值为其中(2) 色分辨本领为(3) 线色散率为例题2.4 用一宽度为 5 cm 的平面透射光栅分析钠光谱，钠光垂直投射在光栅上．若需在第一级分辨分别为589 nm 和589.6 nm 的钠双线，试求：(1)平面光栅所需的最少缝数应为多少?(2)钠双线第一级最大之间的角距离是多少？(3)若会聚透镜的焦距为1 m ，其第一级线色散率为多少？解：(1)由光栅的色分辨本领公式可知光栅的总缝数为故光栅所需的最少缝数为982条．（2）由光栅的角色散率的公式可知由光栅方程可得代入前式得式中 j = 1，L 为光栅的宽度，故(3) 线色散率为例题 1 杨氏双缝的间距为 0.2 mm ，双缝与屏的距离为 1 m . 测得第 3 级明纹与中央明条纹中心位置的距离为 9 mm ，求光波波长。
实验装置不变，若改用光的波长为400nm ，求条纹的间距。
解：极大值为明条纹中心，由公式 d kr y k λ0=得 两个相邻极大值之间的距离为条纹间距，由例题 2 用云母片（ n = 1.58 ）覆盖在杨氏双缝的一条缝上，这时屏上的零级明纹移到原来的第 7 级明纹处。
若光波波长为 550 nm ，求云母片的厚度。
解2：插入云母片前，P 点为 7 级明纹。
插入云母片后，P 点为 0 级明纹。
例3:平玻璃板长2.6cm,折射率为1.5 ,镀有一层折射率为1.6的劈形膜,当用波长为640nm 的平行光垂直照射时,观察反射光的干涉条纹,一端恰为明条纹中心,另一端恰为暗条纹,除此暗条纹外，还可看到6条暗条纹.指出劈尖处为何种条纹,求最大膜厚和条纹间距.解:由于,n1<n2>n3,两束相干光之间有半波损失,故劈尖处为暗条纹.或由理论推导正入射时,两束光的光程差为 设为波长的 倍,则 在劈尖处,h=0,所以 ,是半整数,故为暗纹.由题意可知最大膜厚处应为明条纹中心,条纹厚度满足将j=7,n2=1.6, 波长为640nm 代入上式得到 由题意可知，长的膜上共有6.5个条纹间距,所以条纹间距为例题4 现有两块折射率分别为1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接触，形成夹角 的尖劈。
将波长为 550 nm 的单色光垂直投射在劈上，并在上方观察劈的干涉条纹。
()012=+--nd d r r λ712=-rr 6.617=-=n d λm μ3090.2600103k y d mm mm nm r k mm λ⨯===⨯301040020.2r mm y nm mm d mmλ∆==⨯=P o1s 2s 222λδ+=h n j 2122+=λh n j 21=j )21(2)21(2 ，=-=j n j h λm h μ3.1=cm cm l 4.05.66.2==6'=α（1）试求条纹间距； （2）若将整个劈浸入折射率为 1.52 的杉木油中，则条纹的间距变成多少？ （3）定性说明当劈浸入油中后，干涉条纹将如何变化？解（1）∵干涉相长的条件为λλσj h n =+=222即：22)21(n j h λ-= 相邻两亮条纹对应的薄膜厚度差为212n h h h j j λ=-=∆+对于空气劈，n2 = 1 , 则lh ∆∆=≈≈αααtan sin l h h h j j ∆≈∆=-+α1 由此可得：2/λα=∆l )(158.018060621055026mm l ≈⨯⨯⨯==∆-παλ （2）浸入油中后，条纹间距变为220.1580.104(mm)2n n 1.52l l λα∆'∆===≈（3）浸入油中后，两块玻璃板相接触端，由于无额外光程差，因而从暗条纹变成亮条纹。
相应的条纹间距变窄，观察者将看到条纹向楞边移动。
例5:平面半径为1.6的平凸透镜，凸面向下,放在平玻璃板上，用波长为500的平行光垂直照射,观察反射光的干涉条纹.如透镜边缘恰为暗纹,且共有17条暗纹(若圆心为暗点,也算是一条暗纹),求透镜边缘处的空气层厚度,该处两反射光的光程差、透镜的曲率半径。
解：由于n1>n2<n3，两反射光之间有半波损失，暗纹处空气厚度为 圆心处h=0，故为暗纹，且k=0，对第17条暗纹,k=16.由此求出透镜边缘的空气厚度 透镜边缘处的光程差为暗纹的光程差 ,由题意知k=16, ,可求出光程差为8250nm,光程差也可用 求出.由公式 可求出R=32m例题7 迈克耳孙干涉仪的反射镜M1移动0.25mm 时，看到条纹移动的数目为1000个，设光为垂直入射，求所用光源的波长。