光学复习资料含答案
光学复习
一、下列物体不属于光源的是：（），电池，宝石，电影院的屏幕，镜子二、光在_______________中沿直线传播,光沿直线传播的应用：1、影子（手影，立竿见影，形“影”不离，日晷）2、日食，3、激光准直4、小孔成像（针孔照相机，树荫下形成圆形光斑是太阳的像）5.排队 6.步枪瞄靶中的“三点一线”7、成语有：凿壁借光，井底之蛙小孔成像的特点：倒立的实像；可以放大，可缩小；与小孔形状无关影子在一天中午（路灯下面），最（），从路灯下走过，影子先变（）后变（）。
三、光可以在（真空）中传播，并且速度（最快），3×10 米/秒或3×10 千米/秒，声音不能在（）其他介质中速度比真空（小），我们先看到闪电后听到雷声，说明光速比声速（），声速是（）四、光线（）是真实存在的，人们用一条看得见的（）线来表示光线，用到理想模型法。
1、属于光的反射现象：（倒影，镜子，潜望镜，猴子捞月，杯弓蛇影）2、反射定律反射定律内容：“反”字写在前，光的反射的作用是（改变光的方向）3、计算角度：发射角=入射角=900-面夹角度数练习：若入射光线与平面镜成30°夹角，反射角=（），两光线夹角=（）光射到平面镜上，入射角为45°，反射角=（），两光线夹角=（）4、垂直入射，发射角=（），入射角=（）两光线夹角=（），光线方向改变=（）度，光线垂直照射在平面镜上，入射角是90°（）5、两光线夹角是2倍角练习: 入射角增大5°，反射角增大5°入射光线和反射光线的夹角增大（）。
入射角增大，反射角也（）两光线夹角增大400，入射角增大（），镜面旋转（）度大阳光与水平面成60°角，要利用面镜使太阳光沿竖直方向照亮井底，请通过作图确定面镜的位置以及镜面与水平成角的度数等于（）解析：两光线夹角是（），答案是：6、折纸板的实验①向后折纸板B，目的：（证明反射光线，入射光线共面）②怎么证明反射角=入射角，改变（入射光线EO与ON的夹角）③怎么证明光路可逆，让光从FO入射，反射光沿着（），这叫（）④纸板的作用是（）7、反射和折射，光路都是可逆的。
2023年中考物理高频考点专题复习光学综合附答案
2023年中考物理高频考点专题复习光学综合附答案一、单选题1．如图所示的几种光现象中，属于光的折射现象的是（）A．文字在玻璃面上成倒立的像B．人看见本身不发光的课本C．有趣的手影游戏D．线条通过杯子和水成正立、放大的虚像2．一焦距为f的凸透镜，主轴和水平x轴重合，透镜左侧x轴上有一点光源，点光源到透镜的距离在大于f而小于2f，若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中点光源经透镜所成的像将A．一直向右移动B．一直向左移动C．先向右移动，接着向左移动D．先向左移动，接着向右移动3．下列现象中由光的折射形成的是A．在平静的湖面可以看到“蓝天白云”B．射击瞄准时要做到“三点一线”C．人在月光下，地面上会出现影子D．游泳池注水后，看上去好像变浅了4．光给人类带来了光明．下列关于光现象的描述中，错误的是（）A．“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象B．三月桃花盛开，游人能观赏到美丽的桃花，是光在桃花表面发生镜面反射的结果C．雨过天晴后，天空中出现彩虹是光的色散现象D．人们常说的“天狗吃月”这一现象是由于光的直线传播形成的5．当蜡烛、透镜、光屏三者在如图所示的位置时，烛焰在光屏上恰好成清晰的像，则下列说法正确的是（）A．若换用焦距更小的凸透镜，放在原位置，要想光屏上成像，则光屏向右移B．将蜡烛向左移动，光屏位置不动，应在透镜前加远视镜，光屏可再次成清晰的像C．若将透镜向上移动，光屏上的像也将向上移动D．只移动透镜使其处在蜡烛和光屏的中间，成倒立等大的实像6．在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察。
如图所示，在此实验中（）A．为了使实验效果更加明显，应该将蜡烛B也点燃B．选择与蜡烛A等大的蜡烛B，采用的物理研究方法是“转换法”C．将白纸放在像的位置，在蜡烛A一侧透过玻璃看到白纸上有像，由此说明平面镜所成的像是实像D．实验过程中，蜡烛B始终无法与A的像重合可能是由于玻璃板没有垂直于水平台7．小方同学做“探究凸透镜成像规律”实验，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上得到了清晰的像．则（）A．得到的像是正立缩小的实像B．得到的像是倒立放大的实像C．把蜡烛向左移动，调整光屏的位置，得到的清晰像变小D．把蜡烛向右移动少许，要得到清晰的像，应向左移动光屏8．在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（）A．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动B．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动C．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动D．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动9．2020年4月复学后，小明去学校上课进教室前，需用电子体温计检测体温。
光学与电磁学期末复习试题(含答案)
大学物理（电磁学）综合复习资料一．选择题：l．（本题3分）真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图所示，其电场的场强分布图应是（设场强方向向右为正、向左为负）[ ]2．（本题3分）在静电场中，下列说法中哪一个是正确的？（A）带正电荷的导体，其电势一定是正值．（B）等势面上各点的场强一定相等．（C）场强为零处，电势也一定为零．（D）场强相等处，电势梯度矢量一定相等．[ ]3．（本题3分）电量之比为1：3：5的三个带同号电荷的小球A、B、C，保持在一条直线上，相互间距离比小球直径大得多．若固定A、C不动，改变B的位置使B所受电场力为零时，AB与BC比值为（A）5．（B）l／5．（C ）5． （D ）5/1 [ ] 4．（本题3分）取一闭合积分回路L ，使三根载流导线穿过它所围成的面．现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则（A ）回路L 内的∑I 不变， L 上各点的B不变． （B ）回路L 内的∑I 不变， L 上各点的B改变．（C ）回路L 内的∑I 改变， L 上各点的B不变．（D ）回路L 内的∑I 改变， L 上各点的B改变．[ ] 5．（本题3分）对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确． （A ）位移电流是由变化电场产生的． （B ）位移电流是由线性变化磁场产生的． （C ）位移电流的热效应服从焦耳—楞次定律． （D ）位移电流的磁效应不服从安培环路定理． 6．（本题3分）将一个试验电荷q 0（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P 点处，测得它所受的力为F ．若考虑到电量q 0不是足够小，则 （A ）0/q F 比P 点处原先的场强数值大． （B ）0/q F 比P 点处原先的场强数值小． （C ）0/q F 等于原先P 点处场强的数值．（D ）0/q F 与P 点处场强数值关系无法确定． [ ]7．（本题3分）图示为一具有球对称性分布的静电场的E～r关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．（A）半径为R的均匀带电球面．（B）半径为R的均匀带电球体．（C）半径为R的、电荷体密度为Arρ（A为常数）的非均匀带=电球体．（D）半径为R的、电荷体密度为rρ（A为常数）的非均匀=A/带电球体．[ ]8．（本题3分）电荷面密度为σ-的两块“无限大”均匀带电的平行平板，+和σ放在与平面相垂直的X轴上的+a和-a位置上，如图所示．设坐标原点O处电势为零，则在-a＜x＜+a区域的电势分布曲线为[ ]9．（本题3分）静电场中某点电势的数值等于（A ）试验电荷q 0置于该点时具有的电势能． （B ）单位试验电荷置于该点时具有的电势能． （C ）单位正电荷置于该点时具有的电势能．（D ）把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功． 10．（本题3分）在图（a ）和（b ）中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2，圆周内有电流I 1、I 2，其分布相同，且均在真空中，但在（b ）图中L 2回路外有电流I 3，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：（A ）2121,P P L L B B l d B l d B =⋅=⋅⎰⎰．（B ）2121,P P L L B B l d B l d B =⋅≠⋅⎰⎰.（C ）2121,P P L L B B l d B l d B ≠⋅=⋅⎰⎰.（D ）2121,P P L L B B l d B l d B ≠⋅≠⋅⎰⎰. [ ]11．(本题3分)电位移矢量的时间变化率dt dD /的单位是 （A ）库仑／米2． （B ）库仑/秒．（C ）安培／米2． （D ）安培²米2． [ ] L2．（本题3分）有四个等量点电荷在OXY 平面上的四种不同组态，所有点电荷均与原点等距．设无穷远处电势为零，则原点O 处电场强度和电势均为零的组态是 [ ]13．（本题3分）如图示，直线MN 长为l 2，弧OCD 是以N 点为中心，l 为半径的半圆弧，N 点有正电荷+q ，M 点有负电荷-q ．今将一试验电荷+q 0从O 点出发沿路径OCDP 移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功（A ） A ＜0且为有限常量． （B ） A ＞0且为有限常量． （C ） A ＝∞． （D ） A ＝0． [ ]14．(本题3分)一电偶极子放在均匀电场中，当电偶极矩的方向与场强方向不一致时，其所受的合力F和合力矩M为：（A ）0,0==M F． （B ）0,0≠=M F．（C ）0,0=≠M F．（D ）0,0≠≠M F．[ ]15．（本题3分）当一个带电导体达到静电平衡时： （A ）表面上电荷密度较大处电势较高．（B ）表面曲率较大处电势较高．（C ）导体内部的电势比导体表面的电势高．（D ）导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零． [ ]16．（本题3分）如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K 闭合时，小磁针的N 极的指向（A ）向外转90O ． （B ）向里转90O ． （C ）保持图示位置不动． （D ）旋转180O ．（E ）不能确定． [ ]17．(本题3分）如图，在一圆形电流I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L ，则由安培环路定理可知（A ）,0=⋅⎰Ll d B且环路上任意一点 B ＝0．（B ）,0=⋅⎰Ll d B且环路上任意一点0≠B ．（C ）,0≠⋅⎰Ll d B且环路上任意一点 0≠B ．（D ）,0≠⋅⎰Ll d B且环路上任意一点B=常量．[ ]I18．（本题3分）附图中，M、P、O为由软磁材料制成的棒，三者在同一平面内，当K闭合后，（A）M的左端出现N极．（B）P的左端出现N极．（C）O右端出现N极．（D）P的右端出现N极．[ ]二．填空题：1．（本题3分）如图所示，在边长为a的正方形平面的中垂线上，距中心O点a12处，有一电量为q的正点电荷，则通过该平面的电场强度通量为．2．（本题3分）电量分别为q1，q2，q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示．设无穷远处为电势零点，圆半径为R，则b点处的电势U＝3．（本题3分）在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零，即0=⋅⎰Ll d E，这表明静电场中的电力线 .4．（本题3分）空气的击穿电场强度为m V /1026⨯，直径为0.10m 的导体球在空气中时的最大带电量为 ． （22120/1085.8m N C ⋅⨯=-ε） 5．（本题3分）长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I 通过，其间充满磁导率为μ的均匀磁介质．介质中离中心轴距离为r 的某点处的磁场强度的大小H ＝ ，磁感应强度的大小B ＝ . 6．(本题3分)一“无限长”均匀带电的空心圆柱体，内半径为a ，外半径为b ，电荷体密度为ρ．若作一半径为r （a ＜r ＜b ），长度为L 的同轴圆柱形高斯柱面，则其中包含的电量q ＝ ． 7．(本题3分)一静止的质子，在静电场中通过电势差为100V 的区域被加速，则此质子的末速度是 ． （leV ＝1.6³10-19J ，质子质量m P ＝1.67³l0-27kg ） 8．(本题3分)两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差电容器1极板上的电量 ．（填增大、减小、不变） 9．（本题3分）磁场中任一点放一个小的载流试验线圈可以确定该点的磁感应强度，其大小等于放在该点处试验线圈所受的 和线圈的 的比值． 10．（本题3分）在点电荷系的电场中，任一点的电场强度等于 ，这称为场强叠加原理． 11．（本题3分）一半径为R 的均匀带电球面，其电荷面密度为σ．该球面内、外的场强分布为（r表示从球心引出的矢径）：=)(r E)(R r <，=)(r E)(R r >． 12．（本题3分）在静电场中，电势不变的区域，场强必定为 ．三．计算题： l ．（本题10分）一空气平行板电容器，两极板面积均为 S ，板间距离为 d （ d 远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S 、厚度为 t （＜ d ）的金属片．试求： （l ）电容C 等于多少？（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？2．（本题10分）计算如图所示的平面载流线圈在P 点产生的磁感应强度，设线圈中的电流强度为I ．3．（本题10分）图中所示为水平面内的两条平行长直裸导线LM 与L ’M ’，其间距离为l 其左端与电动势为0 的电源连接.匀强磁场B垂直于图面向里.一段直裸导线ab 横放在平行导线间（并可保持在导线间无摩擦地滑动）把电路接通．由于磁场力的作用，ab 将从静止开始向右运动起来．求（1） ab 能达到的最大速度V ．（2） ab 达到最大速度时通过电源的电流I ．4．（本题10分）两电容器的电容之比为2:1:21 C C（l ）把它们串联后接到电压一定的电源上充电，它们的电能之比是多少？（2）如果是并联充电，电能之比是多少？（3）在上述两种情形下电容器系统的总电能之比又是多少？ 5．（本题10分）在一平面内有三根平行的载流直长导线，已知导线1和导线2中的电流I 1＝I 2且方向相同，两者相距 3³10-2m ，并且在导线1和导线2之间距导线1为10-2m 处B ＝0，求第三根导线放置的位置与所通电流I 3之间的关系．6．（本题10分）一圆柱形电容器，内圆柱的半径为R 1，外圆柱的半径为R 2，长为L )]([12R R L ->>，两圆柱之间充满相对介电常数为r ε的各向同性均匀电介质．设内外圆柱单位长度上带电量（即电荷线密度）分别为λ和λ-，求：（l ）电容器的电容； （2）电容器储存的能量． 7．(本题10分)从经典观点来看，氢原子可看作是一个电子绕核作高速旋转的体系．已知电子和质子的电量为-e 和e ，电子质量为m e ，氢原子的圆轨道半径为r ，电子作平面轨道运动，试求电子轨道运动的磁矩m p的数值？它在圆心处所产生磁感应强度的数值B 0为多少？ 8．（本题10分）一无限长直导线通有电流t e I I 30-=．一矩形线圈与长直导线共面放置，其长边与导线平行，位置如图所示．求：（l ）矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向； （2）导线与线圈的互感系数．四．证明题：(共10分） 1．（本题10分）一环形螺线管，共N 匝，截面为长方形，其尺寸如图，试证明此螺线管自感系数为：ab h N L ln 220πμ=大学物理（电磁学）参考答案 一．选择题：1．（D ） 2．（D ） 3．（D ） 4．（B ） 5.（A ）6．（A ） 7．（B ） 8．（C ） 9．（C ） 10．（C ） 11．（C ）12．（D ） 13．（D ） 14．（B ） 15．（D ） 16．（C ） 17．（B ） 18．（B ）二．填空题：(共27分） 1．（本题3分） )6/(0εq 2．（本题3分）)22(813210q q q R++πε3．（本题3分） 不可能闭合 4．(本题3分) 5.6³10-7C 5．（本题3分）)2/(r I π )2/(r I H πμμ= 6．（本题3分）)(22a r L -ρπ 7（本题3分）1.38³105m 8．（本题3分）增大 增大 9．（本题3分）最大磁力矩 磁矩10．（本题3分）点电荷系中每一个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和 11．（本题3分）r rR 302εσ12．（本题3分）零三．计算题： 1．（本题10分）解：设极板上分别带电量+q 和-q ；金属片与A 板距离为d 1，与B 板距离为d 2；金属片与A 板间场强为 )/(01S q E ε= 金属板与B 板间场强为 )/(02S q E ε= 金属片内部场强为0'=E 则两极板间的电势差为 d E d E U U B A 21+=-))](/([210d d S q +=ε))](/([0t d S q -=ε 由此得)/()/(0t d S U U q C B A -=-=ε因C 值仅与d 、t 有关，与d 1、d 2无关，故金属片的安放位置对电容无影响．2．（本题10分）解：如图，CD 、AF 在P 点产生的 B ＝0 EF D E BC AB B B B B B+++= )sin (sin 4120ββπμ-=a IB AB ，方向⊗其中0sin ,2/1)2/(sin 12===ββa a aIB AB 240μ=∴，同理：aIB BC 240μ=，方向⊗．同样 aIB B EF DE 280μ==，方向⊙．a IaI a I B 8224242000μμμ=-=∴3．解：（1）导线ab 运动起来时，切割磁感应线，产生动生电动势。
中考物理专题复习：光学专题(含答案)
中考物理专题复习：光学专题(含答案)中考物理专题复：光学专题一、知识梳理光条件：___________________________。
的直现象：________、_________、________、_________。
线光速：_______________________________________。
传光年：________________________________。
播规律：___________________________________________。
分类：__________、__________。
光现象：__________、___________、___________。
的作图根据：____________________________________。
反射成像特点：________________________。
平面镜成像成像原理：________________________。
作图依据：___________、____________。
光现定义：____________________________________________。
象规律：____________________________________________。
光的现象：__________、____________、____________。
折作图依据：_________________、____________________。
射定义：_______________________。
色散物体的颜色透明物体：____________________。
不透明物体：__________________。
看不见的光红外线的使用：________________。
紫外线的使用：________________。
感化：________________。
凸透镜成像规律：_____________________________、透________________________________。
光学复习填空和简答
简 答 题1．光的干涉分哪几类答：分波面干涉、分振幅干涉和分振动面干涉三种;2．你对“激光”的认识答：“激光”是光受激辐射放大的简称,英文名称为“laser ”;它通过辐射的受激发射而实现光放大;它的特点是单色性佳、亮度高、相干性强、方向性好等;3．你对“迈氏干涉仪”认识答：原理：分振幅干涉;构造：两块相互垂直的平面反射镜、分光板和补偿板、光源、透镜、接收器等; 主要公式：2λN h =∆;4．光的电磁理论的要点是什么答：光是某一波段的电磁波,其速度就是电磁波的传播速度;5．光的相干条件是什么答：频率相同 、振动方向相同、相位差恒定;6． “光程”答：折射率和几何路程的乘积;7． “干涉相长” “干涉相消”答：“干涉相长”：对应于相位差为 的偶数倍数的或者光程差等于半波长的偶数倍数的那些点,两波叠加后的强度为最大值;“干涉相消”：对应于相位差为 的奇数倍数的或者光程差等于半波长的奇数倍数的那些点,两波叠加后的强度为最小值;8．杨氏双缝干涉实验中亮、暗条纹的位置及间距如何确定 答：亮纹：dr j y λ0= ,2,1,0±±=j 暗纹：d r j y λ0)12(+= ,2,1,0±±=j 条纹间距：dr y λ0=∆ 9．影响干涉条纹可见度大小的主要因素是什么答： 影响干涉条纹可见度大小的主要因素是振幅比;10．计算干涉条纹可见度大小的常用公式有哪几个答：计算干涉条纹可见度大小的常用公式有：11．光源的非单色性对干涉条纹有什么影响答：会使干涉条纹的可见度下降;12．光源的线度对干涉条纹有什么影响答：会使总的干涉图样模糊不清,甚至会使干涉条纹的可见度降为零;13．在什么情况下哪种光有半波损失答：在光从折射率小的光疏介质向折射率大的光密介质表面入射时,反射过程中反射光有半波损失;14．何为“等倾干涉”何为“等厚干涉”答：凡入射角相同的就形成同一条纹,即同一干涉条纹上的各点都具有同一的倾角——等倾干涉条纹;对应于每一直线条纹的薄膜厚度是相等的——等厚干涉条纹;15．迈克耳逊干涉仪的基本原理和主要计算公式是什么答：迈克耳孙干涉仪的基本原理是分振幅干涉;计算公式：2λN h =∆或Nh ∆=2λ 16．法布里-珀罗干涉仪的基本原理是什么答：法布里-珀罗干涉仪的基本原理是分振幅多光束干涉;17．试比较法氏干涉仪与迈氏干涉仪的异同;答：⑴法氏干涉仪是振幅急剧递减的多光束干涉,而迈氏是等振幅的双光束干涉;⑵两者的透射光的光程差表达式完全相同,条纹间距、径向分布很相似; ⑶法氏干涉仪较迈氏的最大优点：ρ越大,干涉条纹越清晰和明锐;18．干涉现象有哪些重要应用答：检查光学元件的表面、镀膜光学元件、测量长度的微小改变等;19． “劈尖”结构和原理答：原理：等厚干涉装置：取两片洁净的显微镜载玻片叠放在一起,捏紧两片的一端,另一端夹入一薄片,就构成一个劈形的空气薄膜;条纹：平行于相交棱边的等距条纹;公式：正入射222202λλδj d n =+= 2,1,0±±=j 亮纹 2)12(2202λλδ+=+=j d n 2,1,0±±=j 暗纹应用：光学元件的镀膜,测量长度的微小改变,检查光学元件的表面;20． “牛顿环”结构和原理答：原理：等厚干涉;装置：在平板玻璃上放一个凸透镜,两者之间会形成一空气薄层; 条纹：以接触点为圆心的同心圆;公式：2222λλδj R r =+= 2,1,0±±=j 亮纹 2)12(22λλδ+=+=j R r 2,1,0±±=j 暗纹 应用；测量长度的微小改变,检查光学元件的表面;21．将杨氏双孔干涉装置分别作如下单项变化,屏幕上干涉条纹有何改变1 将双孔间距d变小；答：条纹间距变宽,零级位置不变,可见度因干涉孔径角φ变小而变大了;2 将屏幕远离双孔屏；答：条纹变宽,零级位置不变,光强变弱了;3 将钠光灯改变为氦氖激光；答：条纹变宽,零级位置不变,黄条纹变成红条纹;4 将单孔S沿轴向双孔屏靠近；答：条纹间距不变,光强变强,但可见度因干涉孔径角φ变大而变小;5 将整个装置浸入水中；答：条纹间距将为原有的3/4,可见度因波长变短而变小;6 将单孔S沿横向向上作小位移；答：整个干涉条纹区向下移,干涉条纹间距和可见度均不变;7 将双孔屏沿横向向上作小位移；答：整个干涉条纹区向上移,干涉条纹间距和可见度不变;8 将单孔变大；答：光强变大,可见度变小,零级位置不变,干涉条纹间距不变;9 将双孔中的一个孔的直径增大到原来的两倍；答：孔S2的面积是孔S1的4倍,表明S2在屏上形成振幅为4A的光波,S1则在屏上形成振幅A的光波.屏上同相位处最大光强：I大=4A + A2 = 25A2,是未加大S2时的25/4倍；屏上反相位处的最小光强：I小=4A - A2 = 9A2,也不是原有的零．可见度由原有的 1 下降为25 - 9/25 + 9= ．22．海岸边陡峭壁上的雷达站能发现来自空中的敌机,而发现不了沿海面低空飞来的飞机,这是什么原因答：海岸边陡峭壁上的雷达和海面类似洛埃镜装置,沿海面低空飞行的飞机始终处在“洛埃镜”装置的暗点上,因而不能被雷达发现;23．照相机镜头表面为何呈现蓝紫色答：人眼对可见光中不同色的光反应的灵敏度各不一样,对绿光反应最灵敏．而照相底片没有这个性质,因此,拍照出来景物照片的颜色和人眼直接观察的有差别．为了减小这个差别,在照相机镜上镀上一层增透膜,以便使绿颜色的光能量更多地进入镜头,使照片更加接近实际景物的颜色．绿颜色的光增透,反射光中加强的光是它的互补色,因此看上去呈现蓝紫色; 24．玻璃窗也是空气中表面平行的介质,为什么我们看不到玻璃窗的干涉条纹答：白光波列长度仅有微米量级,照射厚度为几毫米的窗玻璃时,则因时间相干性太差 ,导致可见度为零,看不到干涉条纹;25．用细铁丝围成一圆框,在肥皂水中蘸一下,然后使圆框平面处于竖直位置,在室内从反射的方向观察皂膜．开始时看到一片均匀亮度,然后上部开始出现彩色横带,继而彩色横带逐渐向下延伸,遍布整个膜面,且上部下部彩色不同；然后看到彩带越来越宽,整个膜面呈现灰暗色,最后就破裂了,试解释之．答：我们看到的是肥皂液膜对白光的反射相干光．开始时液膜很厚,对白光中很多波长都有反射干涉加强现象,故皂液膜呈现不带色彩的一片白光亮度．然后膜上部最先变薄,上部呈现色彩横带．皂液下流,薄的部位由上向下延伸,色彩区变宽,遍及全膜．上下彩色不同说明膜厚不等,上薄下厚．彩带变宽说明楔形皂膜上部楔角越来越小．呈现一片灰暗色的原因是整个液膜厚度已接近于零,暗光强来于半波突变、k=的原因,这也正是破裂前的现象;26．什么是光的衍射答：光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影,并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象;27．明显产生衍射现象的条件是什么答：障碍物的线度和光的波长可以比拟;28．惠更斯-菲涅耳原理是怎样表述答：波面 S 上每个面积微元dS都可以看成新的波源,它们均发出次波;波面前方空间某一点 P 的振动可以由 S 面上所有面积元所发出的次波在该点叠加后的合振幅来表示;29．衍射分哪几类答：衍射分菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两大类;30．什么叫半波带答：由任何相邻两带的对应部分所发出的次波到达P点时的光程差都为半个波长即相位相反而分成的环形带;31．为什么圆屏几何影子的中心永远有光答：由于圆屏衍射;32．夫琅禾费单缝衍射有哪些明显特征答：中央有一条特别明亮的亮条纹,两侧排列着一些强度较小的亮条纹,相邻的亮条纹之间有一条暗条纹；两侧的亮条纹是等宽的,而中央亮条纹的宽度为其他亮条纹的两倍;33．什么是爱里斑答：在夫琅禾费圆孔衍射图样的中央,光强占总光强的84%的亮斑;34．爱里斑的半角宽度为多少答：艾里斑的半角宽度为：35．爱里斑的线半径怎样计算答：艾里斑的线半径为：36．干涉和衍射有什么关系答：干涉和衍射本质都是波的相干叠加的结果,只是参与相干叠加的对象有所区别;干涉是有限几束光的叠加,而衍射是无穷多次波的叠加；前者是粗略的,后者是精确的;其次,出现的干涉和衍射的图样都是明暗相间的条纹,但在光强分布上有间距均匀和相对集中的不同;最后,在处理问题的方法上;从物理角度看,考虑叠加是的中心问题都是相位差；从数学角度来看,相干叠加的矢量图有干涉的折线过渡到衍射的连续弧线,由有限的求和过渡到积分运算;总之,干涉和衍射是本质的统一,但在形成条件,分布规律的数学处理方法上略有不同而已;37．光栅的光谱线在什么情况下缺级在什么情况下重叠答：当 d 是 b 的倍数时,光栅的光谱线发生缺级;光栅的光谱线发生重叠的条件是：2211λλj j = ;38．“物像之间的等光程性”是哪个原理的推论答：“物像之间的等光程性”是“费马原理”的推论;39．最简单的理想光学系统是什么光学元件答：最简单的理想光学系统是一个平面反射镜;40．什么是全反射答：对光线只有反射而无折射的现象称为全反射;41．光学纤维的工作原理是什么其数值孔径通常怎样表示答：光学纤维的工作原理是全反射,其数值孔径通常用A N .表示,计算公式为：42．棱镜主要有哪些应用答： 棱镜主要用于制作折射计及利用全反射棱镜变更方向等;43．几何光学的符号法则是如何规定的答：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．物点或像点至主抽的距离,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轴或球面法线算起,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-s来表示该线值的几何长度．44．近轴光线条件下球面反射、折射的物像公式答：近轴光线条件下球面反射、折射的物像公式分别为：45．共轴光具组答：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;46．近轴条件下薄透镜的成像公式及横向放大率如何表示答：近轴条件下薄透镜的成像公式及横向放大率分别为：47．薄透镜的会聚和发散性质主要与什么因素有关答：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; 48．近轴物点近轴光线成像的条件是什么答：近轴物点近轴光线成像的条件是物像的等光程性;49．什么叫单心光束理想成像的条件是什么答：凡具有单个顶点的光束都叫单心光束；理想成像的条件：光束的单心性经过光学系统后没有改变或者说是在近轴光线,近轴物点等条件;50．在理想光具组里主要研究哪些基点和基面答：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;51．光学仪器的本领主要有哪几个答：光学仪器的本领主要有放大本领、聚光本领和分辨本领;52．近视眼、老花眼需要配什么样的透镜加以校正答：近视眼需要配凹透镜、老花眼需要配凸透镜加以校正;53．人眼的明视距离为多少答：人眼的明视距离为25cm ;54．助视仪器放大本领的一般表达式是什么答：助视仪器放大本领的一般表达式是：55．常用的目镜有哪两种答：常用的目镜有惠更斯目镜和冉斯登目镜;56．显微镜的放大本领等于哪两个物理量的乘积答：显微镜的放大本领等于物镜的横向放大率和目镜放大本领的乘积; 57．开普勒望远镜与伽利略望远镜有哪些异同答：开普勒望远镜与伽利略望远镜的共同点是：它们的物镜和目镜所组成的复合光具组的光学间隔都等于零；物镜的横向放大率β都小于1 ;二者的不同点是：①开氏的视场较大,而伽氏的视场较小；②开氏的目镜物方焦平面上可放叉丝或刻度尺,伽氏则不能；③开氏的镜筒较长,而伽氏的镜筒较短;58．实现激光扩束的方法通常有哪些答：实现激光扩束的方法通常是将望远镜倒过来使用；也可用显微镜的物镜；甚至有时可用短焦距的凸面或凹面反射镜；有时也可用毛玻璃等; 59．什么是有效光阑如何寻找答：在所有各光阑中,限制入射光束最起作用的光阑称为有效光阑孔径光阑;寻找有效光阑的方法是：先求出每一个给定光阑或透镜边缘由其前面向着物空间方向那一部分光具组所成的像,找出所有这些像和第一个透镜边缘对指定的物点所张的角,在这些张角中找出最小的那一个,和这最小的张角所对应的光阑就是对于该物点的有效光阑;60．若光具组仅是一个单独的薄透镜,则有效光阑、入射光瞳和出射光瞳的位置如何确定它们是否与物点的位置有关答：若光具组仅是一个单独的薄透镜,则有效光阑、入射光瞳和出射光瞳都与透镜的边缘重合,而与物点的位置无关;它们是否与物点的位置有关61．什么是发光强度它的单位及代号是什么答：发光强度是表征光源在一定方向范围内发出的光通量的空间分布的物理量,在数值上等于点光源在单位立体角中发出的光通量;在国际单位制中,发光强度的单位是坎德拉candela, 代号是坎cd; 62．显微镜的聚光本领通常用什么描述n sin描述;答：显微镜的聚光本领通常用数值孔径u63．望远镜的聚光本领通常用什么来衡量答：望远镜的聚光本领通常用相对孔径的倒数——焦比来衡量;64．照相机的聚光本领通常用什么来衡量答：照相机的聚光本领通常用相对孔径的倒数——光圈数来衡量;65．像差分为哪几类它们又分别分哪几种答：像差分单色像差和色差两大类;单色像差又分球面像差、彗形像差、像散、像面弯曲和畸变五种;色差又分纵向色差位置色差和横向色差放大率色差两种;66．两个像点刚好能分辨开的瑞利判据是如何表述的答：瑞利判据是：当一个中央亮斑的最大值恰好和另一个中央亮斑的最小值位置相重合时,两个像点刚好能分辨开;67．望远镜物镜的分辨极限通常以什么表示答：望远镜物镜的分辨极限通常以物镜焦平面上刚刚能够分辨出的两个像点之间的直线距离来表示;68．显微镜物镜的分辨极限通常以什么表示答：显微镜物镜的分辨极限通常以被观察的物面上刚好能够分辨出的两物点之间的直线距离来表示;69．棱镜光谱仪的角色散率、线色散率和色分辨本领的数学表达式为何答：棱镜光谱仪的角色散率、线色散率和色分辨本领的数学表达式分别为：λd dn A n A D ⋅-=2sin 12sin 222；λδd dn f b L '=；λδλλd dn p =∆= 70．光栅光谱仪的角色散率、线色散率和色分辨本领的数学表达式为何答：光栅光谱仪的角色散率、线色散率和色分辨本领的数学表达式分别为：71.区别横波与纵波的最明显标志是什么答：区别横波与纵波的最明显标志是偏振;72.什么是偏振答：偏振是振动方向对于传播方向的不对称性;73.光有几种可能的偏振态答：光有五种可能的偏振态：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光;74.你能说出几种获得线偏振光的方法答：获得线偏振光的方法有：偏振片、反射起偏、透射起偏、尼科耳棱镜、傅科棱镜、沃拉斯顿棱镜以及波片等;75.偏振度的数学表达式为何答：偏振度的数学表达式为：76.马吕斯定律和布儒斯特定律的数学表达式为何答：马吕斯定律和布儒斯特定律的数学表达式分别为：77.线偏振光的数学表达式为何答：线偏振光的数学表达式为：78.椭圆偏振光的数学表达式为何答：椭圆偏振光的数学表达式为：79.圆偏振光的数学表达式为何答：圆偏振光的数学表达式为:80.什么是双折射答：同一束入射光折射后分成两束的现象称为双折射;81.如何计算空气中 o光和e光的相对光强答：空气中 o光和e光的相对光强的数学表达式为：82.常用的波片有哪几种各有哪些主要应用答：常用的波片及主要应用有：/4片：能把圆偏振光→线偏振光；也能使线偏振光→椭圆、圆、线偏振光; /2片：能把左旋圆偏振光→右旋圆偏振光；线偏光⊥入射→线偏振光,但θ→2θ.片：入射线偏振光→线偏振光;83.怎样检验线偏振光答：在其光路上插入一个偏振片,绕其传播方向旋转,发现有两次消光和两次光强最强;84.如何区分圆偏振光和自然光答：在光路上先加一块/4波片,有两次消光和两次光强最大的是圆偏振光,否则为自然光;85．如何区分椭圆偏振光和部分偏振光答：在光路上先加一块/4波片,有两次消光和两次光强最大的是椭圆偏振光,否则为部分偏振光;86．如何区分圆偏振光和自然答:提示：把一个 /4片和一个偏振片前后放置在光路中,迎着光的传播方向旋转偏振片,在旋转一周的过程中,若光强无变化则是自然光；若光强有变化且出现两次消光,则该束光便是圆偏振光;87．实现偏振光的干涉至少需要哪几个元件它们分别起什么作用答：至少需要两个偏振片和一个波片;第一个偏振片：把自然光转变为线偏振光;波片：分解光束和相位延迟作用,将入射的线偏振光分解成振动方向垂直的两束线偏振光;第二个偏振片：把两束光的振动引导到同方向上,使产生干涉;88．线偏振光干涉强度分布的数学表达式为何答：线偏振光干涉强度分布的数学表达式为：89．尼科耳棱镜能够从自然光中获得线偏振光;其主要光学原理是什么答: 双折射,全反射;90.光通过物质时,它的传播情况会发生哪些变化这些变化会表现出哪些现象答：1光通过物质时,它的传播情况会发生两种变化：一是,光束愈深入物质,强度将愈减弱；二是,光在物质中传播的速度将小于真空中的速度,且随频率而变化;2这些变化会表现出光的吸收、散射和色散三种现象;91.光的吸收、散射和色散三种现象都是由什么引起的实质上是由什么引起的答：1光的吸收、散射和色散三种现象都是由光和物质的相互作用引起的;2实质上是由光和原子中的电子相互作用引起的;92.光的吸收有哪两种答：光的吸收有一般吸收和选择吸收两种;93.朗伯定律和比尔定律的数学表达式为何答：朗伯定律和比尔定律的数学表达式分别为：94.什么是瑞利散射瑞利定律如何表述答：1线度小于光的波长的微粒对入射光的散射现象通常称为瑞利散射;2瑞利定律表述为：散射光强度与波长的四次方成反比,即：I = f - 495.通过在照相机镜头前加偏光镜,可以使得所拍摄的蓝天中的白云显得更加鲜明和富有层次,试分析如何调整偏光镜的方位答：晴朗天空的背景光应为瑞利散射光,是平面偏振光,且偏振方向相对于相机物镜光轴的竖直方向;白云应为米氏散射光,是自然光;因此,偏光镜透振方向应调整至水平方位,即可以部分减弱天空背景光影响;96．试分析白云和蓝天的光学现象;答：白云是小液珠或小冰晶组成,他们的颗粒大于可见光波长,因此发生廷德尔散射;颜色为白色;大气的微粒小于可见光波长,因此,大气发生的散射为瑞利散射;瑞利散射的散射光强度与波长的四次方成反比,因此,蓝光散射较重,大气成蓝色;97.黑体的斯忒藩—玻尔兹曼公式、维恩位移公式为何答：黑体的斯忒藩—玻尔兹曼公式、维恩位移公式分别为：98. 1900年,普朗克在对黑体辐射的研究中做了哪些假设答：普朗克假设：①器壁振子的能量不能连续变化,而只能够处于某些特殊状态,这些状态的能量分立值为0,E0 ,2 E,3 E,……,n E其中n是整数;这个允许变化的最小能量单位 E称为能量子,或简称量子;②能量子的能量必须与频率成正比,即 E＝ h ,h 是一个与频率无关、也与辐射性质无关的普适常量 ,叫做普朗克常量;年,爱因斯坦在对光电效应的研究中做了什么假设答：爱因斯坦作了光子假设,即：光在传播过程中具有波动的特性,而在光和物质相互作用的过程中,光能量是集中在一些叫光量子光子的粒子上;产生光电效应的光是光子流,单个光子的能量与频率成正比,即E＝h100.什么是康普顿效应答：波长改变的散射称为康普顿效应;101.什么是激光答：激光是光受激辐射放大的简称,它是由激光器产生的,波长在1mm以下的相干电磁辐射,它由物质的粒子受激发射放大产生,具有良好的单色性、相干性和方向性;102.激光的工作原理是什么它主要有哪些特点答：激光的工作原理是通过辐射的受激发射而实现光放大;它的主要特点有：单色性佳、亮度高、相干性强、方向性好等;103.什么是全息照相它的基本原理是什么答：既能记录光波振幅的信息,又能记录光波相位信息的摄影称为全息照相;它的基本原理是双光束干涉;104.全息照相主要有哪些特点答：全息照相主要特点有：①它是一个十分逼真的立体像;它和观察到的实物完全一样,具有相同的视觉效应;②可以把全息照片分成若干小块,每一块都可以完整地再现原来的物像孙悟空似的分身术;②同一张底片上,经过多次曝光后,可以重叠许多像,而且每一个像又能不受其他像的干扰而单独地显示出来,即一张底板能同时记录许多景物;④全息照片易于复制等;填 空 题1．光的相干条件为频率相同、振动方向相同、相位差恒定;2．衍射可分为菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射两大类;3．望远镜放大本领的数学表达式为21f f M ''-= 4．清晨日出时看到太阳呈红色,这是由于光的散射的缘故;5．表示一切物质都具有波粒二象性的数学表达式为λυhP h E ==,;6．通常把既能记录光波振幅的信息,又能记录光波相位信息的摄影称为全息照相;7．可见光在电磁波谱中只占很小的一部分,其波长范围约是 390~760nm;8．显微镜放大本领的数学表达式为2125f f l M '⋅'-≈; 9．偏振光可以具有不同的偏振态,这些偏振状态包括自然光、平面偏振光、部分偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光;10．费马原理是指光在两定点之间传播时其光程为极值,即沿光程极大,极小或恒定值传播;11．光的衍射条件是障碍物的限度和波长可比拟;12．迈克尔逊干涉仪的反射镜M 2移动0.25mm 时,看到条纹移动的数目为1000个,若光为垂直入射,则所用的光源的波长为500nm;13．n 2=1的空气对于n 1=的玻璃而言,其临界角c i ＝或者是32arcsin ; 14．一束左旋圆偏振光垂直入射到半波片上,则透射光束为右旋圆偏振光;15．单色平面波照射到一小圆孔上,将其波面分成波带;若极点到观察点的距离。
《光学》知识复习
《光学》知识复习一、光的传播。
1、光源：⎭⎬⎫⎩⎨⎧射其它光源发的光。
的物体，不是反射和折本身正在发光理解：光源一定指的是的物体叫光源。
定义：能够例题：能够发光的物体叫光源。
①太阳，②月亮，③星星，④流星，⑤夜明珠，⑥钻石，⑦蜡烛的火焰，⑧发光的电灯，⑨打开的电视机，⑩萤火虫。
其中一定是光源的有 ；一定不是光源的有 ；可能是可能不是的有 。
2、光的直线传播：光在 介质中沿直线传播。
（光沿直线传播是有条件的：“同一种均匀介质”中或在“真空”中沿直线传播。
）能说明光沿直线传播的现象有：()()()⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧日食和月食的形成影子的形成小孔成像321 应用光沿直线传播的原理例子有：()()()⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧所有人，队伍就站直了排队时前面一人挡住了射击瞄准时三点一线激光准直321 例题：①下列说法正确的是（ ）A 、光总是沿直线传播B 、光射不到影子里是因为光在均匀介质中传播的路径是直线C 、小孔成像现象说明了在同种均匀介质中光的传播路径是直线D 、光在各种介质中传播的速度是一样的②不能用光的直线传播来解释的物理现象是（ ） A 、影子的形成B 、太阳的光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲C 、“一叶障目、不见泰山”D 、发生雷电时，先看见闪电而后听到雷声3、光的传播速度：①光的传播需要时间。
以前人们认为光的传播不需要时间。
后来科学家准确测出了光在真空中的传播速度是：C=3×108m/s=3×105Km/s 。
所以光的传播是需要时间的。
②光在空气中的传播速度比真空中传播速度慢，约为3×108m/s 。
声音在空气中的传播速度（一标准大气压下，15℃时）为340m/s. 这就是为什么打雷时，总是先看到闪电，后听到雷声的原因。
③光在水中、玻璃中的传播速度比空气中小，只有空气中的3/4和2/3。
以上说明：光的传播不需要介质，有介质反而使其传播受阻。
介质越密，传播速度越小。
13级本科光学复习资料
1.一凹球面反射镜浸没在水中，物在镜前300mm ，像在镜前90mm ，求球面反射镜的曲率半径和焦距。
2.一束平行光束入射到一半径为r=30mm ，折射率n=1.5的玻璃球上。
求其会聚点的位置。
如果在凸面镀上反射膜，其会聚点应在何处？如果在凹面镀上反射膜，则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处？3．。
一显微镜物镜和目镜相距L=180mm ，物镜焦距,301mm f ='目镜焦距,202mm f ='求（1）此显微镜的放大率；（2）被观测物到物镜的距离。
4.一玻璃棒（n=1.5）长500mm ，两端面为半球面，半径分别为50mm 和100mm ，一箭头高1mm ，垂直位于左端球面顶点之前200mm 处的轴线上，如图 试求： （1） 箭头经玻璃棒成像后的像距为多少？（2）整个玻璃棒的垂轴放大率为多少？5．两个薄凸透镜构成的系统，其中D 1=D 2=40mm ，180f mm '=，230f mm '=，L 2位于L 1后50mm ，若入射光为平行光，请判断一下哪个是孔径光阑，并求出入瞳、出瞳的位置及大小。
6.为看清4km 处相隔100mm 的两个点，若用开普勒望远镜观察，则： （1）求开普勒望远镜的视角放大率； （2）若筒长L=100mm ，求物镜和目镜的焦距； （3）物镜框是孔径光阑，求出射光瞳距离； (4)为满足工作放大率要求，求物镜的通光孔径； （5）视度调节在±5D ，求目镜的移动量； （6）若物方视场角o 82=ω，求象方视场角。
7.一光源位于mmf30='的透镜前40mm处，问屏放在何处能找到光源像？垂轴放大率1等于多少？若光源及屏位置保持不变，问透镜移到什么位置时，能在屏上重新获得光源像？此时放大率等于多少？8.现有焦距分别为为1120f mm '=和mm f 202='的两个薄透镜组，如何组成望远系统？该望远系统视角放大率等于多少？如果用这两个薄透镜组构成显微镜，假定1120f mm '=的透镜做物镜，其光学间隔mm 160=∆，问此显微镜的垂轴放大率多大？显微镜的视角放大率等于多少？9.某人对1m 以外的物看不清，另一人对2m 以内的物看不清，二者分别是何种缺陷？如何矫正？按眼镜行业计算各需要配戴的眼镜度数为多少？10.一个人近视程度是-3D （屈光度）.调节范围是8D 。
光学复习资料含答案
光学复习题3.设光栅平面、透镜均与屏幕平行．则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级次k(A) 变小．(B) 变大．(C) 不变．(D) 改变无法确定．5.一束光强为 I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为 I＝ I 0 / 8．已知 P1和 P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度是(A) 30 °．(B) 45 °．(C) 60 °．(D) 90 °．6.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图 )，设入射角等于布儒斯特角i 0，则在界面2的反射光(A)是自然光．(B)是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．(C)是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．(D)是部分偏振光．二.填空题1.如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和 S2，发出波长为的光． A 是它们连线的中垂线上的一点．若在S1与 A 之间插入厚度为 e、折射率为 n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在 A 点的光程差＝ ________．若已知＝500 nm，n＝1.5，A点恰为第四级明纹中心，则 e＝ _____________nm ．- 93 (1 nm =10 m) (n 1)e，4× 102.如图所示，在双缝干涉实验中SS1＝SS2，用波长为的光照射双缝 S1和 S2，通过空气后在屏幕 E 上形成干涉条纹．已知 P 点处为第三级明条纹，则 S1和 S2到 P 点的光程差为 __________ ．若将整个装置放于某种透明液体中，P 点为第四级明条纹，则该液体的折射率 n＝____________ ． 3 ， 1.33三 .计算题2.一衍射光栅，每厘米200 条透光缝，每条透光缝宽为a= 2× 10-3cm，在光栅后放一焦距f= 1 m 的凸透镜，现以 = 600 nm (1i012eS1nAS2S1P SS2EAPOB fnm= 10-9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求：(1)透光缝 a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？(2)在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？2.解： (1) a sin = k tg = x / f当 x<< f 时，tg sin, a x / f = k,取k= 1有x= f l / a= 0.03 m∴中央明纹宽度为x= 2x= 0.06 m(2)( a + b) sin kk( a＋b) x / (f )= 2.5取 k = 2，共有 k = 0，± 1，± 2 等 5 个主极大﹣94.波长600nm(1nm=10 m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为 30°，且第三级是缺级．(1)光栅常数 (a + b)等于多少？(2)透光缝可能的最小宽度 a 等于多少？(3) 在选定了上述 (a+b)和 a 之后，求在衍射角 -＜＜范围内可能观察到的全部主极大的级次．k 4.解： (1) 由光栅衍射主极大公式得 a + b =sin- 4=2.4× 10 cm(2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得 a b sin3由于第三级缺级，则对应于最小可能的a，方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得a sin- 4a = (a + b)/3=0.8 × 10 cm(3) a b s i n k ，(主极大)a sin k， (单缝衍射极小 )(k＇ =1， 2，3， ......)因此k=3， 6，9，缺级．又因为 k max=(a＋ b) /4,所以实际呈现k=0，± 1，± 2 级明纹． (k= ±4 在/ 2 处看不到． )一.选择题1.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).2.在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是(A)使屏靠近双缝 .(B)把两个缝的宽度稍微调窄 .(C)使两缝的间距变小 .(D)改用波长较小的单色光源 .3.如图 22.1所示 ,设 s1、 s2为两相干光源发出波长为的单色光 ,分别通过两种介质(折射率分别为 n1和 n2，且 n1>n2)射到介质的分界面上的P 点 ,己知 s1P = s2P = r ,则这两条光的几何路程 r ,光程差分别为(A)r = 0 ,= 0 .s1n1P(B)r = ( n1－ n2) r ,=0 .s2n2(C)r =(n1－ n2) r ,=( n1－ n2) r .(D)r = 0 ,=( n1－ n2) r .图 22.1二 .填空题2.如图 22.3所示 , s1、s2为双缝 ,s 是单色缝光源 ,当 s沿平行于 s1、和 s2的连线向上作微小移动时, 中央明条纹将向s1屏s1 后加一很薄的云母片,中央s2移动；若 s 不动 ,而在 s明条纹将向移动. 下, 上图 22.3三 .计算题1.在双缝干涉实验中 ,单色光源 s 到两缝 s1和 s2的距离分别为 l 1和 l 2,并且 l 1－ l 2=3 ,为入射光的波长 ,双缝之间的l1s1d屏O距离为 d,双缝到屏幕的距离为D,如图 22.5,求s l2s2D(1) 零级明纹到屏幕中央O 点的距离；图 22.5(2)相邻明条纹间的距离 .1.光程差=(l2 +r2) (l 1+r1)=(l2 l 1)+(r 2 r1 )= l2 l1+xd/D = 3 +xd/D(1)零级明纹=0 有 x=3 D/d(2)明纹= k = 3 +x k d/D 有 x k= (3k )D/d x=x k+1-x k=D /d2. 双缝干涉实验装置如图 22.6 所示 ,双缝与屏之间的距离屏xD=120cm, 两缝之间的距离 d=0.50mm, 用波长 =5000 ? 的单色s 1ds 2DO光垂直照射双缝 .(1) 求原点 O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的图 22.6坐标 .2.(1)光程差 =r 2 r 1=xd/D=k因 k=5 有x 5=6mmx k =k D/d练习二十三薄膜干涉 劈尖 牛顿环一 .选择题1. 如图 23.1 所示 , 薄膜的折射率为 n 2, 入射介质的折射率为 n 1,透射介质为 n 3,且 n 1＜ n 2＜ n 3, 入射光线在两介质交界面的反射光线分(1)(2)别为 (1) 和 (2), 则产生半波损失的情况是n 1(A) (1) 光产生半波损失 , (2)光不产生半波损失 . n 2(B)(1) 光 (2) 光都产生半波损失 .n 3(C) (1) 光 (2) 光都不产生半波损失 .(D)(1) 光不产生半波损失 , (2) 光产生半波损失 .图 23.12. 波长为 的单色光垂直入射到厚度为 e 的平行膜上 ,如图 23.2,若反射光消失,则当 n 1＜ n 2＜ n 3 时 ,应满足条件 (1)； 当 n 1＜ n 2＞ n 3 时应满足条件 (2) . 条件 (1),条件 (2)分别是(A) (1)2ne = k , (2) 2ne = k .(B) (1)2 ne = k+ /2, (2) 2ne = k +n 1/2.(C)(1)2 ne = k － /2, (2) 2ne = k .n 2 dn 3图 23.2(D) (1)2ne = k ,(2) 2 ne = k －/2.4．波长 = 5500 ? 的单色光垂直照射到光栅常数－4,可能观d= 2 ×10 cm 的平面衍射光栅上 察到的光谱线的最大级次为(A) 2. (B) 3. (C) 4. (D)5.二 .填空题3. 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为 1 = 440nm的第 3 级光谱线,将与波长为 2 =nm 的第 2 级光谱线重叠. 660.练习二十五光的偏振一 .选择题1.一束由自然光和线偏光组成的复合光通过一偏振片,当偏振片转动时,最强的透射光是最弱的透射光光强的16 倍 ,则在入射光中 ,自然光的强度I1和偏振光的强度I2之比 I1: I2为(A)2: 15.(B)15: 2.(C)1: 15.(D)15: 1.3. 自然光以入射角i= 58 从真空入射到某介质表面时,反射光为线偏光,则这种物质的折射率为(A)cot58 .(B)tan58 .(C)sin58 .(D)cos58 .二.填空题3. 两平行放置的偏振化方向正交的偏振片P1与 P3之间平行地加入一块偏振片P2. P2以入射光线为轴以角速度匀速转动 ,如图 25.2.光强为 I0的自然光垂直入射到P1上 ,t = 0 时, P2与 P1的偏振化方向平行 ,.则 t 时刻透过 P1的光强 I1=, 透过 P2的光P1P2P3强 I2=, 透过 P3的光强 I3=.图 25.2I 0/2,I 0cos2t/2,I 0cos2tsin2t /2 (或 I 0sin2(2 t)/8).。
考研光学复习题库及答案
考研光学复习题库及答案一、选择题1. 光的干涉现象是指：A. 光的衍射B. 光的反射C. 光的折射D. 两束或多束相干光波相遇时，光强分布不均匀的现象答案：D2. 以下哪个不是光的偏振现象的特性？A. 光波振动方向的单一性B. 光波振动方向的多样性C. 光波振动方向的不变性D. 光波振动方向的固定性答案：B3. 光的衍射现象说明：A. 光是粒子B. 光是波动C. 光是电磁波D. 光具有能量答案：B二、填空题1. 光的干涉条件是两束光必须是________。
答案：相干光2. 光的偏振现象可以通过________来实现。
答案：偏振器3. 单缝衍射的中央亮纹的宽度比其它亮纹的宽度________。
答案：宽三、简答题1. 请简述光的干涉现象及其应用。
答：光的干涉现象是指两束或多束相干光波相遇时，光强分布不均匀的现象。
这种现象说明光具有波动性。
应用包括干涉测量技术，如干涉仪用于测量微小的长度变化，以及光学干涉滤波器等。
2. 什么是光的全反射现象？请举例说明。
答：光的全反射现象是指当光从光密介质进入光疏介质时，如果入射角大于临界角，光将不会折射进入光疏介质，而是全部反射回光密介质。
例如，当光线从水中射向空气时，如果角度足够大，就会产生全反射，形成彩虹。
四、计算题1. 已知光波长为600纳米，求在单缝衍射实验中，当缝宽为0.5毫米时，中央亮纹的宽度。
答：根据单缝衍射的公式，中央亮纹的角宽度 \( \theta \) 可以用公式 \( \theta = \frac{\lambda D}{d} \) 来计算，其中\( \lambda \) 是光波长，\( D \) 是观察屏到缝的距离，\( d \) 是缝宽。
由于题目没有给出 \( D \)，我们无法直接计算出具体的宽度，但可以得出宽度与 \( D \) 成正比。
五、论述题1. 论述光的波动性和粒子性，并说明它们在现代物理学中的应用。
答：光的波动性表现在光具有干涉、衍射和偏振等现象，而光的粒子性则体现在光电效应等现象中。
初中物理复习02光学
专题一：光的直线传播（1页）1.如图是小明制作的针孔照相机。
如果在针孔前放置一枝点燃的蜡烛，就会在半透明纸上看见蜡烛的像，下列关于该针孔照相机说法中错误的是（ ） A.该照相机利用的是小孔成像现象 B.半透明纸相当于光屏，在上面看到的是蜡烛倒立的像C.保持外筒不动，将内筒向后移动所成的像会变大D.使用时应将针孔对着较亮处，内筒内则越暗越好2．如图的现象叫做“小孔成像”，现保持物体和光屏的位置不变，将中间换成有三个位置较远小孔的不透明的物体，会在光屏上看到的现象是（ ） A.仍成一个倒立实像，但会更亮一些B.会成三个像每个像的大小为现在的三分之一C.成三个倒立实像，每个像大小相等D.无法成像3.如图的手影是由于 形成的，当将手远离墙壁时，留在墙上的手影将会 。
（选填“变大”、“变小”或“不变”）4.光为我们带来了光明，带来了温暖。
四幅图为我们展示了光在生活中的应用，这些事例说明了光具有能量的是 ，说明光可以传递信息的是 。
a ． 阳光下太阳能灶 b.激光能在钢板上打孔 c.通过光纤传到的图像信 d.红绿灯是控制交 能把水烧开 息，医生能看到病人体内 通的信号的病灶5.室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞，透出两条细小光束（如图所示）。
请根据这两条光束的方向确定室内电灯的位置。
（保留作图痕迹）专题二：光的反射和平面镜成像（3页）1．下列四幅图中，可以说明镜面反射的图是（）2.在下列所示的四幅图中，属于光的反射的是（）173.如图入射光线与反射光线的夹角是60度，则反射角是度。
此时将纸板右侧沿ON 向后折，看到的现象是，这可以说明。
4. 如图所示的情景说明：在反射时光路是__________________的。
并在图中画出，小明AB C DA B C D看到小猫的光路图5.如图在较暗的教室里，用胶带把一小平面镜粘在白纸上，然后将白纸挂在黑板上。
用手电筒的光照射白纸和平面镜，我们从侧面看，白纸照亮了而镜子却是很暗，这其中的原因主要是。
高考复习(物理)专项练习：光学【含答案及解析】
专题分层突破练13光学A组1.(2021辽宁沈阳实验中学高三模拟)对于光的认识,下列说法正确的是()A.光不容易观察到衍射现象是因为光的速度太大B.偏振光可以是横波,也可以是纵波C.照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰D.雨后路面上的油膜呈现彩色,是光的折射现象2.(2020天津卷)新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。
志愿者用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温;防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。
红外线和紫外线相比较()A.红外线的光子能量比紫外线的大B.真空中红外线的波长比紫外线的长C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能3.(2021北京门头沟高三一模)如图所示,一束白光通过三棱镜发生色散,a、b是其中的两束单色光,这两束光相比较()A.在真空中,a光的速度大B.在真空中,a光的波长长C.水对b光的折射率小D.光从水中射向空气,b光的临界角大4.如图所示,有三块等腰直角三角形的透明材料(图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)恰好拼成一个长方形。
从A点垂直于底边射入的单色光在B处发生全反射,在C、D处连续发生两次折射后射出。
若该单色光在三块材料中的传播速率依次为v1、v2、v3,下列关系式中正确的是()A.v2>v1>v3B.v3>v1>v2C.v3>v2>v1D.v1>v2>v35.(多选)(2021湖北华中师大附中高三质量测评)用如图所示的装置观察光的全反射现象,将半圆形玻璃砖固定在量角器上,量角器的圆心O 与半圆形玻璃砖的圆心重合,半圆形玻璃砖可绕圆心O 旋转。
实验时将只含有红光和紫光的复色光,沿半径方向从量角器30°的刻度线射入半圆形玻璃砖,复色光被分成a 、b 两光束,a 沿180°刻度线方向射出,b 沿150°刻度线方向射出。
光学复习题及答案
光学复习题及答案1. 光的干涉现象是如何产生的？答：光的干涉现象是由于两个或多个相干光波相遇时，由于光波的相位差导致光强的增强或减弱。
当两波的相位差为0或2π的整数倍时，光波相互加强，形成亮条纹；当相位差为π或奇数倍π时，光波相互抵消，形成暗条纹。
2. 描述光的衍射现象及其应用。
答：光的衍射现象是指光波遇到障碍物或通过狭缝时，光波会偏离直线传播路径，向障碍物的阴影区域或狭缝的两侧弯曲。
衍射现象的应用包括光栅光谱分析、光学成像系统的设计等。
3. 什么是偏振光？偏振光有哪些应用？答：偏振光是指光波的电场矢量在特定方向上振动的光。
偏振光的应用包括偏振太阳镜减少眩光、液晶显示技术以及光学显微镜中的偏振滤光片等。
4. 简述全反射现象及其条件。
答：全反射现象是指光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于临界角时，光波完全反射回光密介质中，不会发生折射。
全反射的条件是光必须从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角。
5. 什么是色散现象？色散现象如何影响光学系统？答：色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同，导致光的分散。
在光学系统中，色散现象会导致成像模糊、色差等问题，需要通过设计合适的光学系统来校正色差。
6. 光的波动性和粒子性是如何体现的？答：光的波动性体现在光的干涉、衍射和偏振等现象中，而粒子性则体现在光电效应和康普顿散射等现象中。
光的波动性和粒子性是光的波粒二象性的表现。
7. 描述光的多普勒效应及其应用。
答：光的多普勒效应是指当光源和观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的光波频率会发生变化。
多普勒效应的应用包括雷达测速、天文学中测量恒星的相对速度等。
8. 什么是光的相干性？如何提高光的相干性？答：光的相干性是指光波之间的相位关系。
提高光的相干性可以通过使用激光光源、使用干涉滤光片等方法来实现。
9. 简述光的波粒二象性。
答：光的波粒二象性是指光既表现出波动性也表现出粒子性。
在某些实验中，光表现为波动，如干涉和衍射现象；而在其他实验中，光表现为粒子，如光电效应。
中考物理总复习《光学》专项练习题(附答案)
中考物理总复习《光学》专项练习题（附答案）学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________一．选择题（共17小题）1．如图所示是我区某学校在开展西安市第三十二届“科技之春”宣传月活动中，同学们正在从电视上观看空中课堂时拍摄的一张照片。
下列说法正确的是（）A．电视机遥控器是通过发出紫外线来实现对电视机的控制B．小明发现自己患上了近视，他应该配戴凹透镜眼镜矫正视力C．照相机的镜头是凸透镜，拍摄目标离镜头的距离应该小于一倍焦距D．彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的2．春节期间，小刚跟爸爸去兴庆公园，看到有用气枪打气球送布娃娃的游戏，为了提高命中率赢得奖品，爸爸告诉小刚在射击瞄准的时候一定要让眼睛、准星和气球在同一条直线上，下列有关光现象的原理中与之相同的是（）A．雨后彩虹B．小孔成像C．对着镜子画脸谱D．池水“变浅”3．如图所示物理现象与物理知识对应正确的是（）A．甲图：水中建筑的“倒影”是光的折射形成的B．乙图：地面上的圆形光斑是太阳的虚像C．丙图：岸边的人看到水中的“鱼儿”比实际位置浅D．丁图：西安城墙的彩色花灯由红、黄、蓝三种色光混合而成4．2023年5月18日至19日，中国—中亚峰会在中国西安举行，这是31年来中国同中亚五国首次以实体形式举办峰会。
以下对本次峰会四幅图解释不正确的是（）A．长安塔上的灯璀璨夺目，是因为它是光源B．一道道光束可以用光的直线传播解释C．长安塔在水面上的倒影是光的反射形成的D．观众在手机里看到的现场照片实际是虚像5．12月2日，在首钢滑雪大跳台举行的2023﹣2024赛季国际雪联单板及自由式滑雪大跳台世界杯北京站决赛中，苏翊鸣以总分184.50分夺得男子单板滑雪大跳台冠军。
首钢滑雪大跳台它的设计理念源自中国敦煌壁画中传统的飞天造型，从侧面看去犹如一只灵动的“水晶鞋”。
如图所示，在平静的水面，首钢滑雪大跳台和它的倒影相映成趣，下列现象与图中倒影形成的原理相同的是（）A．小孔成像B．对着镜子画脸谱C．海市蜃楼D．雨后彩虹6．如图所示的光现象中，由光的直线传播形成的是（）A．小孔成像B．筷子在水面处弯折C．海市蜃楼D．雨后彩虹7．阳光照射下，曲江南湖畔垂柳摇曳、树影婆娑、游鱼戏水。
工程光学复习题及答案
工程光学复习题及答案一、单项选择题1. 光学中，光的波动性可以通过以下哪个实验来验证？A. 双缝干涉实验B. 单缝衍射实验C. 迈克尔逊干涉仪实验D. 光的偏振实验答案：A2. 以下哪种光学元件可以实现光的会聚？A. 凸透镜B. 凹透镜C. 平面镜D. 棱镜答案：A3. 光的折射定律是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 惠更斯C. 斯涅尔D. 爱因斯坦答案：C二、填空题4. 光在真空中的传播速度是_________m/s。
答案：3×10^85. 光的波长、频率和速度之间的关系可以用公式_________来表示。
答案：v=λf6. 光的偏振现象表明光是一种_________。
答案：横波三、简答题7. 简述光的干涉现象及其产生条件。
答案：光的干涉现象是指两束或多束相干光波在空间相遇时，由于光波的相位差引起的光强分布出现明暗相间的条纹。
产生干涉的条件是：两束光必须是相干光，即它们的频率相同，相位差恒定或满足一定的关系。
8. 什么是光的衍射现象？并举例说明。
答案：光的衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，光波的传播方向发生改变，形成明暗相间的衍射图样。
例如，当光通过单缝时，会在缝后形成衍射条纹，这种现象称为单缝衍射。
四、计算题9. 已知一束光的波长为500nm，求其在真空中的频率。
答案：根据公式v=λf，光在真空中的速度v=3×10^8 m/s，波长λ=500×10^-9 m，代入公式可得频率f=v/λ=(3×10^8)/(500×10^-9) Hz=6×10^14 Hz。
10. 一束光从空气斜射入水中，入射角为30°，求折射角。
答案：根据斯涅尔定律n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1为空气的折射率，n2为水的折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。
空气的折射率n1≈1，水的折射率n2≈1.33，代入公式可得sinθ2=n1sinθ1/n2=1×sin30°/1.33≈0.433，因此θ2≈26.3°。
工程光学期末复习题(含答案)
简答题、填空题:1、光线的含义是什么？波面的含义是什么？二者的关系是什么？光线：发光点发出光抽象为许许多多携带能量并带有方向的几何线。
波面：发光点发出的光波向四周传播时，某一时刻起振动位相相同的点所构成的等相位面。
二者关系：波面法线即为光线。
2、什么是实像？什么是虚像？如何获得虚像？实像：实际光线相交所会聚成的点的所组成的像。
虚像:光线的延长线相交所形成的点所组成的像。
如何获得虚像：光线延长线所形成的同心光束。
3、理想光学系统几对基点？分别是什么？2对。
像方焦点（F '，像方主点（H '，物方焦点（F）,物方主点（H ）。
4、什么是孔径光阑？什么是入瞳？什么是出瞳？孔径光阑与入瞳、出瞳之间有什么系？孔径光阑：限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为孔径光阑。
入瞳:孔径光阑在透镜后，经前面光学系统所成的像，称为入瞳。
出瞳:孔径光阑在透镜前，经后面光学系统所成的像，称为出瞳。
关系：入瞳、出瞳和孔径光阑对整个系统是共轭的，经过入瞳的光线必经过孔径光阑、也经过出瞳。
5、光学系统的景深是什么含义？能够在像面上获得清晰像的物空间深度，就是系统的景深。
6、发生干涉的条件是什么？发生干涉的最佳光源是什么类型的光源？两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源。
7、近场衍射和远场衍射的区别是什么？近场衍射：光源和衍射场或二者之一到衍射屏的距离比较小时的衍射。
远场衍射：光源和衍射场都在衍射屏无限远处的衍射。
8什么是光学系统的分辨率？人眼的极限分辨率是多少？极限分辨角为60、'（=1、）9、完善像和理想光学系统的含义分别是什么？完善像每一个物点对应唯一的一个像点。
或者，物点发出的同心光束经过光学系统后仍为同心光束。
或者，入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。
理想光学系统：任何一个物点发岀的光线在系统的作用下所有的岀射光线仍然相交于一点的系统。
10、近轴光线的条件是什么？近轴光线所成像是什么像？条件：当孔径角U很小时，I、I'和U '很小。
光学复习资料(波动光学部分)
一、双光束干涉：1. 如图所示，折射率2 1.2n =的油滴落在3 1.5n =的平板玻璃上，形成一上表面近似于球面的油膜测得油膜中心最高处的高度 1.1m d m μ=，用600nm λ=的单色光垂直照射油膜，求： (1) 油膜周边是暗环还是明环？ (2) 整个油膜可看到几个完整暗环？解：(1)因为光在油膜的上下表面反射时，均发生半波损失，故光程差：22n d δ=在油膜的边缘处，0d =，故0δ=，为亮纹。
(2)产生暗纹的条件是()22212n d j λδ==+，(j 为整数)，故2222113.922m n d n dj λλ=-≤-= 所以暗环最高级3j =，整个油膜可以看到4个完整暗环。
2. 如图所示，这是一种利用干涉条纹的移动来测量气体折射率的原理性结构。
在双缝之一1S 后面置放一长度为l 的透明容器，待测气体徐徐注入容器而使空气逐渐排出，在此过程中，观察者视场中的条纹就将移动，人们可由条纹移动的方向和数目，测定气体的折射率。
(1)若待测气体的折射率大于空气折射率，试预测干涉条纹怎样移动？(2)设l 为2cm ，光波长为589.3nm ，空气折射率为1.000276；往容器内充以氯气，观测到条纹移动了20个，求待测氯气的折射率。
λS1S2SPl解：(1) 条纹向上移动。
(2) 光程差变化为：120δλ=()20n n l δ=-根据题意，12δδ= 解得0201.000865n n lλ=+=3. 如图所示的劳埃德镜装置中，各物理量的数值分别为：2a cm =，3b m =，5c cm =，0.5e mm =。
光波的波长为589.3nm λ=。
试求：(1) 屏上条纹间距； (2) 屏上的总条纹数。
解：(1)劳埃德镜为双光束干涉，两个光源的间距为：2d e = 条纹间距为：1.77a b cy r mm ddλλ++∆=== (2) 干涉区域的线度为：()122121tan tan y y y Oy Oy c b b αα==-=+-ae cbSO又2tan e a α=，1tan e a cα=+ 代入得54y mm =条纹数29.76yN y==∆ 可以看到29条条纹。
波动光学复习题答案
波动光学复习题答案1. 光的干涉现象是指两束或多束相干光波在空间相遇时，由于光波的相位差引起的光强分布的规律性变化。
在双缝干涉实验中，当两束光波的相位差为零时，会发生构造性干涉，光强最大；当相位差为π时，会发生破坏性干涉，光强最小。
2. 薄膜干涉是指光波在薄膜的前后表面反射后，由于光程差引起的干涉现象。
薄膜干涉的条纹间距与薄膜厚度、光波波长和入射角有关。
3. 光的衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，会发生弯曲和扩散的现象。
衍射现象说明了光具有波动性。
4. 单缝衍射的衍射图样是一个中心亮斑和两侧的暗条纹交替出现的衍射图样。
中心亮斑的宽度与狭缝宽度成正比，与光波波长成反比。
5. 圆孔衍射的衍射图样是一个中心亮斑和第一暗环的直径与圆孔直径相等，随着远离中心，亮斑的亮度逐渐减弱，暗环的直径逐渐增大。
6. 光的偏振现象是指光波振动方向的选择性。
自然光是无偏振光，而偏振光是只有一个振动方向的光。
偏振片可以改变光的偏振状态。
7. 马吕斯定律描述了偏振光通过偏振片后，透射光的强度与入射光的偏振方向和偏振片的偏振轴之间角度的关系。
当偏振片的偏振轴与入射光的偏振方向平行时，透射光强度最大；当偏振轴与入射光的偏振方向垂直时，透射光强度为零。
8. 布儒斯特定律描述了当偏振光以布儒斯特角入射到透明介质表面时，反射光完全偏振。
布儒斯特角与介质的折射率有关。
9. 光的色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同，导致光的折射率不同，从而引起光的分离。
色散现象可以通过棱镜或光栅实现。
10. 光的全反射现象是指当光从光密介质入射到光疏介质时，当入射角大于临界角时，光将完全反射回光密介质中，不会发生折射。
临界角的大小与两种介质的折射率有关。
工程光学期末复习题(含答案)
简答题、填空题：1、光线的含义是什么？波面的含义是什么？二者的关系是什么？光线：发光点发出光抽象为许许多多携带能量并带有方向的几何线。
波面：发光点发出的光波向四周传播时，某一时刻起振动位相相同的点所构成的等相位面。
二者关系：波面法线即为光线。
2、什么是实像？什么是虚像？如何获得虚像？实像：实际光线相交所会聚成的点的所组成的像。
虚像：光线的延长线相交所形成的点所组成的像。
如何获得虚像：光线延长线所形成的同心光束。
3、理想光学系统几对基点？分别是什么？2对。
像方焦点（F’），像方主点（H’），物方焦点（F），物方主点（H）。
4、什么是孔径光阑？什么是入瞳？什么是出瞳？孔径光阑与入瞳、出瞳之间有什么系？孔径光阑：限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为孔径光阑。
入瞳：孔径光阑在透镜后，经前面光学系统所成的像，称为入瞳。
出瞳：孔径光阑在透镜前，经后面光学系统所成的像，称为出瞳。
关系：入瞳、出瞳和孔径光阑对整个系统是共轭的，经过入瞳的光线必经过孔径光阑、也经过出瞳。
5、光学系统的景深是什么含义？能够在像面上获得清晰像的物空间深度，就是系统的景深。
6、发生干涉的条件是什么？发生干涉的最佳光源是什么类型的光源？两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源。
7、近场衍射和远场衍射的区别是什么？近场衍射：光源和衍射场或二者之一到衍射屏的距离比较小时的衍射。
远场衍射：光源和衍射场都在衍射屏无限远处的衍射。
8、什么是光学系统的分辨率？人眼的极限分辨率是多少？极限分辨角为60``(=1`)9、完善像和理想光学系统的含义分别是什么？完善像：每一个物点对应唯一的一个像点。
或者，物点发出的同心光束经过光学系统后仍为同心光束。
或者，入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。
理想光学系统：任何一个物点发出的光线在系统的作用下所有的出射光线仍然相交于一点的系统。
10、近轴光线的条件是什么？近轴光线所成像是什么像？条件：当孔径角U很小时，I、I’和U’很小。
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光学复习题
3.设光栅平面、透镜均与屏幕平行．则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级次k
(A) 变小．(B) 变大．
(C) 不变．(D) 改变无法确定．
5.一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为I＝I0 / 8．已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度是
(A) 30°．(B) 45°．
(C) 60°．(D) 90°．
6.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2
的反射光
(A) 是自然光．
(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．
(C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．
(D) 是部分偏振光．
二.填空题
1.如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为λ的光．A是它们连线的中垂线上的一点．若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的光程差＝________．若已知λ＝500 nm，n＝1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e＝_____________nm．(1 nm =10-9 m) (n-1)e，4×103
2.如图所示，在双缝干涉实验中SS1＝SS2，用波长为λ的光照射双缝S1和S2，通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹．已知P点处为第三级明条纹，则S1和S2到P点的光程差为__________．若将整个装置放于某种透明液体中，P点为第四级明条纹，则该液体的折射率n＝____________．
3λ ，1.33
三.计算题
2.一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3 cm，在光栅后放一焦距f=1 m的凸透镜，现以λ=600 nm (1
P E
nm =10-
9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求：
(1) 透光缝a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？ (2) 在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？
2.解：(1) a sin ϕ = k λ tg ϕ = x / f 当x << f 时，ϕϕϕ≈≈sin tg , a x / f = k λ , 取k = 1有
x = f l / a = 0.03 m ∴中央明纹宽度为∆x = 2x = 0.06 m (2)( a + b ) sin ϕλk '=
='k ( a ＋b ) x / (f λ)= 2.5
取k '= 2，共有k '= 0，±1，±2 等5个主极大
4.波长λ=600nm(1nm=10﹣
9m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角
为30°，且第三级是缺级．
(1) 光栅常数(a + b )等于多少？
(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少？
(3) 在选定了上述(a +b )和a 之后，求在衍射角-π/2＜ϕ＜π/2 范围内可能观察到的全部主极大的级次．
4.解：(1) 由光栅衍射主极大公式得a + b =
ϕ
λsin k =2.4×10-4 cm
(2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得()λϕ3sin ='+b a
由于第三级缺级，则对应于最小可能的a ，ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得
λϕ='sin a
a = (a +
b )/3=0.8×10-
4 cm
(3) ()λϕk b a =+s i n ，(主极大)
λϕk a '=sin ，(单缝衍射极小)
(k ＇=1，2，3，......)
因此 k =3，6，9，缺级． 又因为k max =(a ＋b ) / λ=4,
所以实际呈现k=0，±1，±2级明纹．(k=±4在π / 2处看不到．) 一.选择题
(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).
(A) 使屏靠近双缝.
(B) 把两个缝的宽度稍微调窄. (C) 使两缝的间距变小. (D) 改用波长较小的单色光源.
22.1所示,设s 1、s 2为两相干光源发出波长为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分别为
(A) ∆ r = 0 , δ = 0.
(B) ∆ r = (n 1－n 2) r , δ =0 . (C) ∆ r =(n 1－n 2) r , δ =( n 1－n 2) r . (D) ∆ r = 0 , δ =( n 1－n 2) r . 二.填空题
22.3所示, s 1、、s 2为双缝, s 是单色缝光源,当s 沿平行于s 1、和s 2的连线向上作微小移动时, 中央明条纹将向 移动；若s 不动,而在s 1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向 移动.
下, 上 三.计算题
,单色光源s 到两缝s 1和s 2的距离分别为l 1和l 2,并且l 1－l 2=3λ, λ为入射光的波长,双缝之间的距离为d ,双缝到屏幕的距离为D ,如图22.5,求
(1) 零级明纹到屏幕中央O 点的距离；
(2) 相邻明条纹间的距离. 1. 光程差 δ=(l 2+r 2)-(l 1+r 1)
=(l 2-l 1)+(r 2-r 1)= l 2-l 1+xd/D =-3λ+xd/D (1)零级明纹 δ=0有x =3λD/d
(2)明纹δ=±k λ=-3λ+x k d/D 有x k =(3λ±k λ)D/d
∆x=x k +1-x k =D λ/d
图22.1
2. 双缝干涉实验装置如图22.6所示,双缝与屏之间的距离D =120cm,两缝之间的距离d =0.50mm,用波长λ=5000 Å的单色光垂直照射双缝.
(1) 求原点O (零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标.
2.(1)光程差 δ=r 2-r 1=xd/D=k λ
x k =k λD/d
因k=5有 x 5=6mm
练习二十三 薄膜干涉 劈尖 牛顿环
一.选择题
23.1 所示, 薄膜的折射率为n 2, 入射介质的折射率为n 1, 透射介质为n 3,且n 1＜n 2＜n 3, 入射光线在两介质交界面的反射光线分别为(1)和(2), 则产生半波损失的情况是
(A) (1)光产生半波损失, (2)光不产生半波损失. (B) (1)光 (2)光都产生半波损失. (C) (1)光 (2)光都不产生半波损失.
(D) (1)
光不产生半波损失, (2)光产生半波损失.
波长为λ的单色光垂直入射到厚度为e 的平行膜上,如图23.2,
若反射光消失,则当n 1＜n 2＜n 3时,应满足条件(1)； 当n 1＜n 2＞n 3时应满足条件(2). 条件(1),条件(2)分别是
(A) (1)2ne = k λ, (2) 2ne = k λ. (B) (1)2ne = k λ + λ/2, (2) 2ne = k λ+λ/2. (C) (1)2ne = k λ－λ/2, (2) 2ne = k λ. (D) (1)2ne = k λ, (2) 2ne = k λ－λ/2.
λ = 5500 Å的单色光垂直照射到光栅常数d = 2×10－
4cm 的平面衍射光栅上,可能观
察到的光谱线的最大级次为
(A) 2. (B) 3.
(C) 4. (D) 5
.
3
图23.2
图23.1
二.填空题
,波长为λ1 = 440nm的第3级光谱线,将与波长为λ2 = nm的第2级光谱线重叠. 660.
练习二十五
光的偏振
一.选择题
,当偏振片转动时,最强的透射光是最弱的透射光光强的16倍,则在入射光中,自然光的强度I1和偏振光的强度I2之比I1:I2为
(A) 2:15.
(B) 15:2.
(C) 1:15.
(D) 15:1.
3. 自然光以入射角i= 58︒从真空入射到某介质表面时,反射光为线偏光,则这种物质的折射率为
(A) cot58︒.
(B) tan58︒.
(C) sin58︒.
(D) cos58︒.
二.填空题
P1与P3之间平行地加入一块偏振片P2. P2以入
射光线为轴以角速度ω匀速转动,如图25.2.光强为I0的自
然光垂直入射到P1上,t = 0时, P2与P1的偏振化方向平行,.则t时刻透过P1的光强I1= , 透过P2的光
强I2= , 透过P3的光强I3= .
I0/2,
I0cos2ωt/2,
I0cos2ωt sin2ωt /2 (或I0sin2
(2ωt)/8).
图25.2。