2013中科院光学(817)真题
应用光学习题解答13年(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是。
2、发生全反射的条件是。
3、光学系统的三种放大率是、、，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。
5、物镜和目镜焦距分别为mmf2'=物和mmf25'=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。
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(填“实”或“虚”)像。
7、人眼的调节包含调节和调节。
8、复杂光学系统中设置场镜的目的是。
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。
12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 。
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 。
一、填空题1、光路是可逆的2、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、垂轴放大率；角放大率；轴向放大率； 一4、轴上无穷远的物点5、－20；－2； 106、实7、视度 瞳孔8、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、3010、1011、保持系统的共轴性12、提高数值孔径和减小波长13、小二、简答题1、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？答：光学系统以一条公共轴线通过系统各表面的曲率中心，该轴线称为光轴，这样的系统称为共轴光学系统。
物体所在的空间称为物空间，像所在的空间称为像空间。
2、如何确定光学系统的视场光阑？答：将系统中除孔径光阑以外的所有光阑对其前面所有的光学零件成像到物空间。
这些像中，孔径对入瞳中心张角最小的一个像所对应的光阑即为光学系统的视场光阑。
中科院817光学考研真题参考答案整理(2007~2012)
817光学参考答案（2007~2012）说明：该参考答案为考研期间通过参考各类习题解答，光学类教材以及根据自己所学所理解的知识所编写，部分题目为作者和同学商讨之结果，或有别于其他参考书，见仁见智。
该答案原稿为考研期间整理，其中2010~2011年答案为谢红同学整理，电子档由陈曼同学完成，文中插图由本人整理。
邮箱：ygm01@主要参考书：[1]物理光学与应用光学（第二版）. 石顺祥, 王学恩, 刘劲松. 西安电子科技大学出版社.[2]物理光学与应用光学学习指导书（第二版）.石顺祥,马琳,王学恩.西安电子科技大学出版社.[3]应用光学（第四版）. 李林. 北京理工大学出版社.[4]物理光学（第三版）. 梁铨廷. 电子工业出版社.[5]光学学习指导. 王磊, 刘彦允, 聂娅. 清华大学出版社.[6]工程光学（第三版）. 郁道银, 谭恒英. 机械工业出版社.[7]应用光学试题与解析. 赵钢. 中国科学技术大学出版社.[8]光学指导—考研参考书. 丁文革. 清华大学出版社.[9]光学. 母国光, 战元龄. 高等教育出版社.上帝的骰子2013年5月16日2007年光学答案1.解：由于x 每增加4m µ,相位增加π2,故沿x 方向每增加单位长度，相位增加量为mm mk x /10571.1423×==µπ沿y 轴相位不变化，故,0=k y 故2222(k k k y x z cy −−=）π=1.3851910−×mm 故z=0平面上，t=0时刻相位为：ϕϕ0+=x kx又由x=-5m µ,0=ϕ得πϕ5.20= 故:)5.210385.110571.1()(330),,(πϕ+×+×+++==z x i z y x i e k k k e z y x E z y x 可见波法线在xoz 面内，波法线方向与z 轴夹角为，3648arctan==kk zx α2.解:(1)301=θ47.19sin sin sin 102210==n n n θθ设入射光振幅为E,则E ii ip 2==据菲涅尔公式：）（）（ 47.1930sin )47.30sin(sin )sin(2121−−=+−−==θθθθE E r isrs s =240.0−159.0)tan()tan 2121=+−==θθθθ（EE r iprp p故反射率%14.40414.0)(2122==+=r r p s R 反射光振动面与入射面夹角为48.56arctan==rr ps α(2）31.56arctan==nnB θ69.33902=−=θθB设M 转动后入射平面与图面夹角为0，则:θcos E Ei is= θsin E E i ip =3846.0)sin()sin(22−=+−−==θθθθB B isrs s EEr 0=r p故θcos 3846.0E r E Ei s is rs−== 0==r E E p ip rp 故θ2202cos 148.0I E I rs ==反 1=P反3.解: 如上图所示光路1光程：(01AD n r = 光路2光程：dAB n r 212((=⇒[]dn n DE AD n CF n BC AB n r r x )())(020112−++−++=−=∆ =d n n n )(2cos 2221−++λθ,10λµ==m h ,21sin sin 112==nn θθ 23cos 2=θdx )15.1(22332−++×××=∆λλ=λλλ35.023>++d 又λ4=≤∆lcx λλm x ==∆⇒4 m=4m x d µλλλ105.0)234(==−−=⇒4.解：由λπβb cV sin =得： 当R d =βπλπβ=b时，V=0mmm 05909.0109086.55=×=−mm 0721.022.1==θλα5.解：暗纹条件：λθn a =sin ......2,1,0=n 求导 λθθ=∆sin a a a λθλθ≈=∆⇒cos 中央明纹角宽度为aλθ22=∆a f f x λθ22=∆⋅=∆⇒ mxfa µλ28.632=∆=⇒6.解:（1）90sin sin 21n n c=θnn c 12sin=⇒θ0111sin sin cos c n u n n n θθ===u n n u n sin sin 22210=−=⇒（2）1.52.162.1arcsin 22−=u7.解: 如上图示入射光:快）(cos 0t A E y ω= t A E z ωcos 0= 20=eA A 通过晶片后：），2cos(0πω+=t A E y t A E e z ωcos ,=m d d n n e 501062.122−×=⇒−==λππδ设θ为振动方向与y 轴夹角，57.2621arctan ==θ8.解：U n ⋅=3302γσλπδ V n U 750523302==⇒γσλλ光线通过A 晶体后偏转 90成为e 光22202220cos 112sin 21tan +−=（e e n n n θθθα.0tan ==∆⇒ααx 间隔d n 0)2−=θλπcos sin )(222200+=θθθe ee n n n n n π844=9.解:设入射左旋圆偏光为:=+=t A E t A E y x ωπωcos )2cos(2141波片: 22111πλπϕ=−=d n n o e )(4111o e n n d −=⇒λ对2λ: d n n o e 222,2−=λπϕ 442112212,πλλπϕ≈−−=⇒o e o e n n n n 故：+=+=)4cos(2cos(21πωπωt A E t A E y x ，，，，） 0424<−=−=πππδ⇒出射光为左旋椭圆偏光。
2013年中国科学院大学光学考研试题
中国科学院中国科学院大学大学2013年招收攻读年招收攻读硕士硕士硕士学位研究生入学统一考试试题学位研究生入学统一考试试题科目名称科目名称：：光学考生须知考生须知：：1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。
2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。
3．可使用无字典存储和编程功能的计算器。
1. 概念题(15分，每小题3分)1) 解释光的反射定律和光的折射定律2) 解释光学系统的孔径光阑和视场光阑3) 解释辐照度和辐亮度4) 同一个物体，经针孔与平面镜所成的像有何不同？5) 在夜晚的江面上，为什么路灯生成的倒影是拉得很长的一条光带？2. 置于空气中的平凸薄透镜，其光焦度为21−m ，折射率为1.5，求薄透镜焦距和凸面的半径。
（6分）3. 有一个焦距为200mm 的胶片照相机，在速度为18km/h 的列车上拍摄10m 远的物体，如果拍摄的方向垂直于列车前进方向，求能够拍摄到清晰照片时，允许的最长曝光时间是多少？（假定人眼的极限分辨角为1角分）(8分)4. 显微镜目镜焦距为25mm ，使用此显微镜分辨清楚相邻0.00075mm 的两个点，求需要选择物镜的倍率是多少？（假定人眼的视角分辨率为1角分，即0.0003弧度）（8分）科目名称：光学第1页 共3页5. 一架10×的开卜勒望远镜，物镜焦距为100mm ，求望远镜目镜焦距？与观察无限远目标相比，当用此望远镜观察距离500mm 处的目标时，需要的调焦距离是多少？假定该望远镜的物镜和目镜之间有足够的调焦可能，求此时仪器的实际视放大率等于多少。
(13分)6. 今有一振动方向与入射面的法线成o 45角的线偏振光以7348′o 角入射到玻璃-空气界面上，玻璃折射率为51.1=n 。
试确定反射光的偏振状态(光电场矢量末端轨迹、旋向)。
(12分)7. 一束振动方向垂直于入射面的线偏振激光和一束太阳光分别以o 60角斜入射到折射率为5.1=n 的窗玻璃上，若不计玻璃内的多次反射和折射，求其透过率，并说明它们透过窗玻璃后的偏振状态将发生怎样的变化。
中科院817光学应用光学复习题一参考答案
复习题一参考答案1、证明：由图可知3221r i i r '=== 由折射定律可得：11sin 'sin n i n r =33sin 'sin n i n r = 所以 13i i =又由反射定律可得：'11i i =故 '13i i =所以P 1平行于P 2。
2、解：物镜做放大镜时5250'==物f β可得：'50f mm =物又望远镜的放大率为：''5f f Γ=-=物目所以 10'-=目f ，望远镜筒长 ''50(10)40L f f mm =+=+-=目物3、解：40,30mm f mm '=-= ， 由高斯公式''111f-= 得'120mm = 即光源像在透镜后120mm 处。
又 3)40/(120'-=-==β，由题列出以下方程'12040160-=+=''111f -= =1/30 解得mmmm mm mm 40,120120,40'22'11=-==-= ，'40/(120)1/3β==-=-4、解：物体先经过第一个透镜成像'111160l d -=-解得 '16060d l d=-'11160606060dl dd l dβ--===-- ，第一透镜的像再经过第二透镜成像，由过渡公式可得：d d d d d d l l -=--=-=6060602'12，由高斯公式有：d ddl 160112'2=--，解得：602'2d l =60602'22d l l -==β，因为560606021-=-⋅--==d d d βββ，解得：mm d 300=透镜焦距mm d f f 300'2'1===，mm d l 150060300300602'2=⨯==，则物像共轭距为：mm l d l L 1860150030060'21=++==+=5、（1）棒两端点到透镜的距离分别为12220,180mm mm =-=- ，根据高斯公式''111f-= 得''12183.3,225mm mm == ，像的长短''2141.7mm ∆=-= （2）mm y mm 40,200=-= 根据高斯公式''111f=- 得'200mm = ，''2001200y y β====-- ，'40y y mm β==-6、对单正透镜来说mm f mm l 20,100'11=-=,因此有'111110020l -=-所以mm l 25'1= ，对负透镜来说，''212251015,20l l d mm f mm =-=-==-，有'11111520l -=-所以mm l 60'2=，即最后像位置在负透镜后60mm 处。
光学考研试题及答案
光学考研试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象产生的条件是（）A. 两束光的频率相同B. 两束光的相位差恒定C. 两束光的振幅相同D. 以上都是答案：D2. 光的衍射现象产生的条件是（）A. 光波遇到障碍物B. 光波通过狭缝C. 光波遇到小孔D. 以上都是答案：D3. 光的偏振现象说明（）A. 光是横波B. 光是纵波C. 光是电磁波D. 光是粒子答案：A4. 光的全反射现象发生在（）A. 光从光密介质射向光疏介质B. 光从光疏介质射向光密介质C. 光从真空射向介质D. 以上都不是答案：B5. 光的多普勒效应是指（）A. 光源和观察者相对静止时，观察者接收到的光频率不变B. 光源和观察者相对运动时，观察者接收到的光频率变化C. 光源和观察者相对运动时，观察者接收到的光强度不变D. 光源和观察者相对静止时，观察者接收到的光强度变化答案：B6. 光的折射定律是（）A. 折射角等于入射角B. 折射角与入射角成正比C. 折射角与入射角成反比D. 折射角与入射角成正比，且与介质的折射率成反比答案：D7. 光的波粒二象性是指（）A. 光有时表现为波动性质，有时表现为粒子性质B. 光既是波动又是粒子C. 光没有波动性质，也没有粒子性质D. 光只有波动性质答案：A8. 光的色散现象是指（）A. 光通过介质时，不同波长的光传播速度不同B. 光通过介质时，不同波长的光传播速度相同C. 光通过介质时，不同波长的光折射率相同D. 光通过介质时，不同波长的光折射率不同答案：D9. 光的干涉条纹间距与（）A. 光的波长成正比B. 光的频率成反比C. 光的波长成反比D. 光的频率成正比答案：A10. 光的衍射条纹间距与（）A. 光的波长成正比B. 光的频率成反比C. 光的波长成反比D. 光的频率成正比答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象产生的条件是两束光的频率相同，相位差恒定。
2. 光的衍射现象产生的条件是光波遇到障碍物或通过狭缝。
2013年高考物理光学部分
2013年高考物理光学部分1．2013年高考真题——（四川卷）3．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知A．折射现象的出现说明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的传播方向总是不同的D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同2．2013年高考真题——（北京卷）14.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。
下列判断正确的是A．玻璃对a光的折射率小雨对b光的折射率B．a光的频率大于b光的频率C．在真空中a光的波长大于b光的波长D．a光光子能量小于b光光子能量【答案】B【KS5U解析】由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较大，故玻璃砖对a光的折射率大，=可知a 可假设a光是紫光，b光是红光，结合所学易知选项A、C错误，B正确；由E hυ光光子能量大于b光光子能量，D错误。
本题选B。
3．2013年高考真题——（福建卷）14.一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。
下面四幅途中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是2013年高考真题——（上海卷）3．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的(A)传播速度不同(B)强度不同(C)振动方向不同(D)频率不同答案：D解析：白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同。
16．与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。
小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是A．地球上有人用红色激光照射月球B．太阳照射到地球的红光反射到月球C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹2013年高考真题——（天津卷）8．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图．O点为圆心，OO’为直径MN的垂线。
足够大的光屏PQ紧靠玻瑞砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO’夹角θ较小时，光屏NQ区城出现两个光斑·逐渐增大θ角．当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大B. A光在玻璃砖中传播速度比B光的大C.α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D.β<θ<π/2时，光屏上只有1个光斑】2013年高考真题——（新课标Ⅰ卷)34. [物理—选修3-4](15分)(2) (9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。
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9.
在杨氏实验中，点光源为中心波长 500nm 、线宽 10nm 的复色光源， 试求观察屏上最多能看到多少级干涉条纹。 (12 分)
(1) 显微镜用紫外光( 275 nm )照明较之用可见光( 550 nm )照明， 10. 试求： 其分辨本领增大多少？ (2) 一显微镜物镜的数值孔径为 0.9， 用紫外光照明时能分辨开的两条线间距 是多少？ (3) 当上述显微镜物镜采用油浸系统( n 1.6 )时， 学
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中国科学院大学 2013 年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题 科目名称：光学
考生须知：
1．本试卷满分为 150 分，全部考试时间总计 180 分钟。 2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。 3．可使用无字典存储和编程功能的计算器。 1. 概念题(15 分，每小题 3 分) 1) 解释光的反射定律和光的折射定律 2) 解释光学系统的孔径光阑和视场光阑 3) 解释辐照度和辐亮度 4) 同一个物体，经针孔与平面镜所成的像有何不同？ 5) 在夜晚的江面上，为什么路灯生成的倒影是拉得很长的一条光带？ 2. 置于空气中的平凸薄透镜，其光焦度为 2 m 1 ，折射率为 1.5，求薄透镜焦距 和凸面的半径。 （6 分） 3. 有一个焦距为 200mm 的胶片照相机，在速度为 18km/h 的列车上拍摄 10m 远的物体， 如果拍摄的方向垂直于列车前进方向， 求能够拍摄到清晰照片时， 允许的最长曝光时间是多少？（假定人眼的极限分辨角为 1 角分）(8 分) 4. 显微镜目镜焦距为 25mm， 使用此显微镜分辨清楚相邻 0.00075mm 的两个点， 求需要选择物镜的倍率是多少？ （假定人眼的视角分辨率为 1 角分， 即 0.0003 弧度） （8 分）
多少？ (12 分)
科目名称：光学
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11. 试 设 计 一 块 工 作 波 长 600nm 的 光 栅 ， 要 求 其 第 二 级 谱 线 的 衍 射 角
色散应尽可能大、 第三级谱线缺级、 第二级谱线能分辨 0.02nm 30 、 的波长差。据此要求选定光栅的参数后，问在其透镜的焦平面上能看到该波 长光的几条谱线？ (14 分)
d 10mm 的 方 解 石 晶 体 ( 对 于 589.3nm ，
A
B
no 1.6584 ，ne 1.4864 ，光轴方向与通光面的法线 方向成 45 夹角)，A、B 晶体平行放置。试计算当电
U
压 U U /2 时，一束垂直 KDP 晶体入射的线偏振光(电场振动方向沿晶体主 轴方向)在 A、B 晶体中的传播方向，以及光通过 B 晶体的相位延迟，并绘 出 B 晶体中的光路图。 (14 分)
12. 某晶体的两个主折射率为 no 1.525 、ne 1.479 ，一束单色光以 45 角由空气
入射到晶体表面。若晶体光轴与晶面平行且垂直于入射面，实际测得输出面 上两光束分开的距离为 0.5mm，试计算该晶体的厚度。 (12 分)
13. 图示 A 为纵向运用的电光晶体 KDP ， B 为厚度
科目名称：光学
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5.
一架 10的开卜勒望远镜，物镜焦距为 100mm，求望远镜目镜焦距？与观察 无限远目标相比，当用此望远镜观察距离 500mm 处的目标时，需要的调焦 距离是多少？假定该望远镜的物镜和目镜之间有足够的调焦可能，求此时仪 器的实际视放大率等于多少。(13 分)
6.
今有一振动方向与入射面的法线成 45 角的线偏振光以 4837 角入射到玻璃空气界面上，玻璃折射率为 n 1.51 。试确定反射光的偏振状态(光电场矢量 末端轨迹、旋向)。 (12 分)
7.
一束振动方向垂直于入射面的线偏振激光和一束太阳光分别以 60 角斜入射 到折射率为 n 1.5 的窗玻璃上，若不计玻璃内的多次反射和折射，求其透过 率，并说明它们透过窗玻璃后的偏振状态将发生怎样的变化。 (14 分)
8.
今有一波长为 5μm 的红外光垂直入射到两表面镀有折射率为 n 2.35 膜 层的锗片( n 4 )上，膜层的光学厚度为 1.25μm，若不计吸收损耗，试计算该 光透过锗片后光能的损失为多少？ (10 分)