上海理工大学《光学》考研题集-考研复习题库
光学考研真题
光学考研真题光学考研真题一直是考生备战考试的重点和难点之一。
光学作为物理学的一个重要分支,涉及到光的传播、干涉、衍射、偏振等多个方面的知识。
在考研真题中,光学问题通常涉及到理论与实践的结合,要求考生具备扎实的基础知识和解题能力。
接下来,我们将从光的传播、干涉、衍射和偏振等几个方面,讨论一些典型的光学考研真题。
首先,光的传播是光学考研中的基础知识。
光的传播可以通过折射和反射来描述。
在光的传播过程中,光线的传播路径可以由光的传播速度和光的传播方向来确定。
光的传播速度在不同介质中有所不同,根据光的传播速度与介质的折射率之间的关系,可以利用折射定律来解决光的传播问题。
在考研真题中,常常会出现光在不同介质中的传播问题,考生需要根据光的传播速度和折射率的关系,计算光的传播路径和传播时间。
其次,干涉是光学考研中的重要内容。
干涉是指两束或多束光线相遇产生的干涉现象。
干涉可以分为两类,即相干干涉和非相干干涉。
相干干涉是指两束或多束光线的相位关系保持不变,可以产生明暗相间的干涉条纹。
非相干干涉是指两束或多束光线的相位关系随时间变化,产生的干涉条纹呈现出随机的亮暗分布。
在考研真题中,常常会出现光的干涉问题,考生需要根据光的干涉条件和干涉条纹的特点,解决干涉问题。
衍射是光学考研中的另一个重要内容。
衍射是指光线通过一个孔或者绕过一个物体后,产生的光的偏离现象。
衍射可以分为菲涅尔衍射和菲拉格衍射。
菲涅尔衍射是指光线通过一个孔或者绕过一个物体后,产生的光的偏离现象呈现出明暗交替的衍射条纹。
菲拉格衍射是指光线通过一个孔或者绕过一个物体后,产生的光的偏离现象呈现出连续的衍射条纹。
在考研真题中,常常会出现光的衍射问题,考生需要根据光的衍射条件和衍射条纹的特点,解决衍射问题。
最后,偏振是光学考研中的另一个重要内容。
偏振是指光线中的电场矢量沿着特定方向振动的现象。
光的偏振可以通过偏振片来实现。
偏振片是一种具有特殊结构的光学元件,可以选择性地通过或者阻挡特定方向上的光线。
光学题库(试题题库)
1001.光的相干条件为、和。
1002.衍射可分为和两大类。
1003.望远镜放大本领的数学表达式为。
1004.清晨日出时看到太阳呈红色,这是由于光的的缘故。
1005.表示一切物质都具有波粒二象性的数学表达式为。
1006.通常把既能记录光波的信息,又能记录光波信息的摄影称为全息照相。
1007.可见光在谱中只占很小的一部分,其波长范围约是nm。
1008.显微镜放大本领的数学表达式为。
1009.⒌表示光的相速、群速及二者关系的数学表达式分别为、和。
1010.偏振光可以具有不同的偏振太,这些偏振态包括_____、______、_______、______、______、______。
1011.波长为1Å的伦琴射线被碳散射,在散射角为90°方向上进行观察,则康普顿位移△λ=_________。
1012.费马原理是指_______________。
1013.光在真空中传播速度只有一个,即光速C,而电子可以有v__C的任何速度;电子有静止质量,而光子的静止质量为___。
1014.光的衍射条件是________________________。
1015.麦克尔逊干涉仪的反射镜M2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_____________。
1016.n2=1的空气对于n1=1.5的玻璃而言,其临界角i c=______________。
1017.一束左旋圆偏振光垂直入射到半波片上,则透射光束为_______________偏振光。
1018.光的群速度u可用相对速度v与dn/dλ表示成__________________。
1019.在稀溶液中,比尔定律的数学表达式为________________。
1020.某种原子的激态寿命为10-8s,它所发出的光的波长为5000Å,则其自然线宽约是___________。
1021. 单色平面波照射到一小圆孔上,将其波面分成波带.若几点到观察点的距离为1m,单色光的波长为4900Å,则此时第一波带的半径为_________。
硕士研究生光学入学试卷
硕士研究生光学入学试卷一、用焦距 '1f =40cm 、直径 1D =8mm 的会聚透镜和焦距 '2f =8cm 、直径 2D 足够大的会聚透镜组成开普勒望远镜,试解下列问题:(共16分,每小题8分)⒈一束功率10mv (毫瓦)、波长6328A 的e H ― e N 激光器的平行光束沿望远镜光轴入射到物镜上,光束恰好充满物镜的口径1D ,物镜后焦面光斑的平均辐射照度(2cm w)为多大?⒉对物镜左方4m 处的物所成的像到目镜的距离为多大?这时像的横向放大率M 为多少,并说明像的虚实、倒立或正立的情况。
二、 用a N 光灯做杨氏干涉实验,缝光源宽度为a ,为均匀发光,带双缝的屏离缝光源为R=1m ,双缝中各缝宽度很窄,双缝中心距离为d ,观察屏距双缝屏为D,a N 光灯波长为1λ=5890 A 和2λ=5896A 。
试解下列问题:(共24分) ⒈推导出干涉条纹强度分布的表达式。
(10分)⒉若在观察屏中央附近观察条纹,当a=1.5mm 时,双缝距d 逐渐增大到何值时,干涉条纹会出现第1次消失?(7分)⒊若a 极小,d=1mm,D=1m 时,当观察区逐渐远离观察屏中央时干涉条纹也会逐渐变模糊,距离观察屏中央多大处条纹会出现第1次消失?(7分)三、 一台光谱仪中光栅口径为方形,边长l=1㎝,光栅每条透光缝宽a=1m μ,缝间距d=3m μ,光源为a N 光灯,试解下列问题:(共25分,每小题5分)⒈在1级光谱中a N 光的谱线1λ=5890 A 和2λ=5896A 的衍射角各为多少? ⒉在1级光谱中,波长在6000A 附近的单色谱线衍射的半角宽度为多大?⒊在2级光谱中,在波长为λ的光的衍射方向上第1001条缝相对于第1条缝的衍射光线的程差为多少个波长?⒋波长在6000A 附近的谱线能否观察到其3级光谱?并说明理由。
⒌在1级光谱中该光谱仪可分辨开6000A 附近最靠近两条谱的波长间距时多大? 四、 一束波长λ=0.6m μ的平行自然光束通过一块起偏器后垂直入射到一块晶体棱镜的一个侧面上,棱镜的折射顶角棱平行于晶体光轴,顶角a=30°,顶角棱垂直于纸而放置,起偏器透振动方向与顶角棱夹θ角度。
应用光学考研试题及答案
应用光学考研试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 下列哪种情况不属于干涉现象?A. 薄膜干涉B. 单缝衍射C. 双缝干涉D. 多普勒效应2. 激光的三个主要特性不包括以下哪一项?A. 单色性B. 相干性C. 方向性D. 发散性3. 在光纤通信中,信号传输的介质通常是:A. 空气B. 真空C. 石英玻璃D. 水4. 下列关于光的偏振现象,错误的是:A. 只有横波才能发生偏振B. 偏振片可以让自然光变成偏振光C. 偏振光通过偏振片后,光的强度会发生变化D. 偏振光的振动方向与偏振片的透振方向垂直时,透射光强度为零5. 在迈克尔逊干涉仪中,哪部分的移动会产生干涉条纹?A. 分光镜B. 反射镜C. 光源D. 观察屏二、简答题(每题10分,共20分)1. 简述全息照相的原理及其特点。
2. 解释光纤通信中的模式色散现象,并说明其对信号传输的影响。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 一个凸透镜的焦距为20cm,物体距离透镜30cm。
求像的位置和大小。
2. 在光纤通信中,已知光纤的数值孔径为0.2,光纤的折射率为 1.5,求光纤接受光的锥角。
四、论述题(共40分)1. 论述光学薄膜在现代光学系统中的重要作用及其应用实例。
(20分)2. 分析激光冷却技术的原理及其在科学研究中的应用。
(20分)答案:一、单项选择题1. D2. D3. C4. D5. B二、简答题1. 全息照相是一种利用激光记录物体的三维图像的技术。
其原理基于光的干涉现象,通过记录物体发射或反射的光波的干涉图样,再利用参考光波与物体光波的干涉图样重合,形成全息图。
全息照相的特点包括能够记录物体的三维信息,具有真实感和立体感,以及可以进行无损检测等。
2. 模式色散是指在多模光纤中,由于不同模式的光在光纤中传播的速度不同,导致信号到达接收端的时间不同,从而引起的信号失真。
模式色散对信号传输的影响主要表现在限制了光纤的传输带宽和传输距离,降低了信号的传输质量。
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).。
光学试卷及答案.
<光学>期终试卷(一)班级学号姓名成绩一.选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1.下列说法正确的是A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的;B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的2.光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是A.频率;B.波长C.速度;D.传播方向3.在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有A.增大入射光的波长;B.增大接收屏与镜的距离C.增大两平面镜的夹角;D.减小光源与双面镜交线的距离4.白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜色(肥皂水的折射率为1.337)A.红色B.紫红色C.绿色D.青色5.光栅光谱谱线的半角宽度Δθ与下列哪项无关?A.谱线的衍射角B.光谱的级次C.光栅常数D.光栅的总缝数6.光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于A.入射光的颜色B.入射光的频率C. 仅仅入射光的强度D,入射光的强度与颜色7.球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一个半波带在P点产生的振动之振幅的A.1/2倍B.1倍C.2倍D.4倍8.天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了A.提高入射光的光强B.提高分辨本领C.能看到更大的像D.能看到更清晰的像9.使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是:A.平面偏振光B.椭圆偏振光C.部分偏振光D.圆偏振光和平面偏振光的混合10.关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的?A.负晶体,V0> V e ,n<n eB.正晶体,V0> V e, n.> n eC.负晶体,V0< V e n.> n eD.正晶体,V0< V e, n> n e二.填空(每小题2分,共20分)1. 从一狭缝射出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm 远的幕上,若此两狭缝相距为0.2mm,幕上所产生的干涉条纹中两相邻亮纹间距离为3.60mm ,则此单色光的波长为 ① mm2. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入折射率为n.厚度为d 的透明介质片,放入后,两束光的光程差改变量为 ②3. 用镜头焦距为50mm 的相机拍摄月球照片,已知月球的直径为3.48×106m,离地球距离为3.8×108m,则底片上月球像的直径为 ③ mm4. 一焦距为-60mm 的双凹透镜,安装在半径为60mm,折射率为 1.5平凸透镜前面120mm 处,则系统的有效焦距为 ④ mm5. 波长为500nm 的单色光垂直照射到宽为0.25mm 的单缝上,单缝右面置一凸透镜以观察衍射条纹,,如果幕上中央条纹两旁第三个暗条纹间的距离为3mm,则其透镜的焦距为 ⑤ mm6. 当圆孔中露出4/3个半波带时,衍射场中心强度与自由传播时强度之比为 ⑥7. 已知某玻璃的折射率为1.54,当入射角为布儒斯特角时,其表面反射率为 ⑦8. 两尼科尔棱镜主截面间的夹角由30︒转到45︒,则透射光光强将由原来的I 0变为⑧9. 人眼观察远处物体时,刚好能被人眼分辨的两物点对瞳孔中心的张角,称为人眼的最小分辨角,若瞳孔的直径为D,光在空气中的波长为λ,n 为人眼玻璃状液的折射率,则人眼的最小分辨角为 ⑨10. 一玻璃管长3.50m,内贮标准大气压下的某种气体,若这种气体在此条件下的吸收系数为0.1650m -1 则透射光强度的百分比为 ⑩三.试用作图法找像的位置和大小(5分)四.论述题(10分)试论述产生干涉的条件.五.计算题(每题10分,共40分)1. 一厚透镜的焦距f '=60毫米, 其两焦点之间的距离为125毫米, 若: (a) 物点置于光轴上物方焦点左方20毫米处; (b) 物点置于光轴上物方焦点右方20毫米处, 问这两种情况下象的位置各在何处.2. 如图所示, 平凸透镜的曲率半径R=10米, n=1.50, 平板玻璃板由两部分组成: 左和右的折射率分别为n 3=1.50和n 4=1.75. 平凸透镜 与玻璃板接触点在这两部分平玻璃板相接之处, 中间充以折射率为 1.62的液体. 若用单色光垂直照射, 在反射光中测得右边第j 级亮条纹的半径r j =4毫米, j+5级亮条纹的半径r j+5=6毫米, 求左边第j 级亮条纹的半径.3. 用可见光(760nm ~400nm )照射光栅, 其夫朗和费衍射的一级光谱和二级光谱是否重叠? ↔二级和三级又怎样? 如果不重叠, 求整个光谱的角宽; 如果重叠, 指出重叠的波长范围.4.有一厚度为0.04毫米的方解石晶片, 其光轴平行于晶片表面, 将它插入正交尼科耳棱镜之间, 且使光轴与第一尼科耳棱镜主截面成不等于0︒, 90︒的任意角度.试问可见光中哪些波长的光不能透过这一装置. 已知方解石的折射率n e=1.6584, n o=1.4864.<光学>期终试卷(二)一.选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)1.两个光焦度φ1 . φ2大于零的薄透镜,在空气中怎样组合时,才能得到一个发散的共轴透镜组?A.两透镜之间的距离d=0B.两透镜之间的距离d>(φ1+φ2)/(φ1φ2)C.两透镜之间的距离 d<(φ1+φ2)/(φ1φ2)D.不可能2.下列说法正确的是A,如物体和像重合,说明该光学系统一定存在一个反射光学元件B.一个物体经一折射成像系统,也可以成像于物体所在位置上C.经一成像光学系统后,物和像重合,说明光路是可逆的D.一实物经光学系统后其像和物体重合,则必定是虚像3.两平行光的干涉条纹为直线,增大干涉条纹间距的方法有A.减小光的波长;B.增大两平行光的夹角C.改变接收屏的位置;D.减小两平行光的夹角4.在杨氏双缝干涉实验中,如果光源缝慢慢张开,则A.条纹间距减小;B.干涉条纹移动C.可见度下降;D.干涉条纹没有变化5.在光栅的夫朗和费衍射中,当光栅在光栅平面内沿刻线的垂直方向上作很小移动时,则衍射花样A.作与光栅移动方向相同的方向移动B.作与光栅移动方向相反的方向移动C.中心不变,衍射花样变化D.没有变化1.随着绝对温度的升高,黑体的最大辐射能量将A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.取决于周围环境D.不受影响2.波带片同普通透镜一样,可以对物体成像A.普通透镜的焦距随波长的增大而增大,波带片的焦距随波长的增大而减少B.波带片与普通透镜的成像原理是相同的C.如两者的焦距相同,则对同一物点其像点位置也相同D.同普通透镜一样,波带片也具有从物点发出的各光线到像点是等光程的3.用显微镜对物体作显微摄影时,用波长较短的光照射较好,是因为A.波长越短,分辨率越高B.波长越短,底片越易感光C.波长越短,显微镜放大率越大D.以上都不对4. 右旋圆偏振光垂直通过1/2波片后,其出射光的偏振态为A.线偏振光;B.右旋圆偏振光C.左旋圆偏振光;D.左旋椭圆偏振光10.关于晶体的主平面,下列说法正确的是A. e 光主平面一定在入射面内B. e 光主平面与e 光的振动方向垂直C. O 光主平面与O 光振动方向平行D. O 光主平面是O 光与光轴所确定的平面二.填空题(每小题2分,共20分)1. 如果法布里 珀罗干涉仪两反射面之间的距离为1.00cm,用波长为500nm 的绿光作实验,则干涉图象的中心干涉级为 ①2. 在一个折射率为1.50的厚玻璃板上,覆盖有一层折射率为1.25的丙酮薄膜,当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时,发现波长为600nm 的光产生相消干涉,而波长为700nm 的光产生相长干涉,则此薄膜的厚度为 ② nm3. 一微小物体位于凹面镜镜顶左侧4cm 处,凹面镜的曲率半径为12cm,象的放大率为 ③4. 双凸透镜的折射率为1.5,其两面之曲率半径为10cm,如其一面镀以水银,使其成为凹面镜,在距透镜20cm 处放一光点,光线自左向右,由未镀银之面射入,则其所成象在 ④ cm 处5. 一波长为624nm 的平面波垂直地照射到半径为2.09mm 的圆孔上, 用一与孔相距1m 的屏截断衍射花样,则发现中心点出现 ⑤6. 单色平行光垂直地入射到一缝距d 为1.1297mm 的双缝上,在缝后距其为D 处的幕上测得两相邻亮条纹的距离Δx 为0.5362mm,如果原来D>>d ,现将幕移到50.00cm 后,幕上相邻亮纹间的距离增到Δx ’ 为0.8043mm ,则光波波长为⑥ um7. 有一厚度为5cm ,极板间距离为1mm 的克尔盒放在正交的起偏器和检偏器之间,其中所盛液体的K 为2.131410-⨯cm 2/V 2。
光学工程考研真题答案
光学工程考研真题答案光学工程(Optical Engineering)是研究光传输、操控和检测的学科,主要涉及光学设计、光学系统、光电子技术等领域。
考研是很多学子进一步深造的途径,也是对自己所学知识的检验和提高。
以下是光学工程考研部分真题的答案及解析,希望对考生们有所帮助。
1.选择题题目:下列关于光源的说法错误的是:A.自然光是一种无偏振的光源B.波长为600nm的单色光源只有波长为600nm的单色成分C.自然光是由各种波长的单色光混合而成的D.自然光的相干长度可以较大答案:A.自然光是一种无偏振的光源解析:自然光是由各种波长的单色光混合而成的,因此是一个宽谱源,包含了各种波长和频率的光。
自然光中的光波具有不同的偏振状态,可以表现为有偏振的光,因此自然光是有偏振的光源。
2.判断题题目:对于镜面反射,反射角等于入射角。
()正确错误答案:正确解析:根据光学基本定律之一的反射定律可知,入射角等于反射角。
当光线从一个介质射入到一个相对较密集的介质中,如从空气中射入到玻璃中,光线发生折射。
反射定律表明入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。
3.简答题题目:简述衍射现象的产生原因及实际应用。
答案:衍射是光线通过孔隙或者绕过障碍物时发生的现象。
当光线通过一个孔隙时,由于光的波动性质,光线会发生弯曲和散射,从而产生了衍射现象。
衍射现象在实际应用中有着广泛的应用。
例如在光学显微镜中,衍射可以使微小细节更加清晰地显示出来;在光学望远镜中,衍射可以增加光学分辨率,提高观测的清晰度;在光学信息存储中,衍射可以实现光学编码和解码等。
4.计算题题目:一束蓝色激光(波长为488nm)垂直入射到一个空气-玻璃(折射率为1.5)界面上,求反射光和折射光的角度。
答案:根据反射定律和折射定律,可以得到入射光线与反射光线的夹角等于入射光线与折射光线的夹角。
设入射角为θ,则反射角为θ,根据反射定律。
根据折射定律:n1sinθ1 = n2sinθ2,其中n1是空气的折射率,n2是玻璃的折射率。
光学工程考研复试真题
光学工程考研复试真题光学工程考研复试真题2012一、填空题1、光具有波粒二象性,光在传播过程中主要表现为(),当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的()。
1.波动性、粒子性2、发光二极管是将()能转变为()能的器件。
电、光3、分辨率是用来表示能够分辨图像中明暗细节的能力。
分辨率常用两种方式来描述()和()。
极限分辨率、调制传递函数4、光电耦合器是由()器件与()器件组成的电-光-电器件。
这种器件在信息传输过程中是用()作为媒介把输入边和输出边的电信号耦合在一起的。
发光、光敏、光5.与CCD的工作频率上限有关的主要是12 ,与频率下限有关的主要是13 。
12从一个电极转移到另一个电极所需的时间, 13少数载流子的平均寿命。
6.光通量幅度测量中的单通道测量的方法中有14 、15 等几种方法。
6. 14指零法、15直读法、。
7.光外差探测的特点是16、17、18、19、20。
7. 16探测能力强、17探测灵敏度高、18信噪比高、19有空间滤波能力、20有光谱滤波能力。
二、名词解释1、光电探测器的响应度(或灵敏度):光电探测器的输出电压V o或输出电流I o与入射光功率P之比。
2、居里温度:铁电体的极化强度与温度有关,温度升高,极化强度减低。
升高到一定温度,自发极化就突然消失,这个温度称为居里温度(或居里点)3、转移效率:CCD电荷转移过程中,残留于原势阱中的电量与原电量之比。
4、导带:价带以上能量最低的允许带称为导带。
5、禁带:晶体中允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。
6、光生伏特效应简称为光伏效应,指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。
7、光谱响应度:光电探测器对的输出电压或输出电流与输入光谱光功率之比。
8、外光电效应:光敏物质吸收光子以后,电子从基态被激发到高能态而脱离原子核的束缚在外电场作用下电场作用下形成光电子流,被激发的电子能逸出光敏物质的表面而在外参与导电的现象。
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《光学》试题1一、选择题。
(每题2分,共10分)1. 在附图中,二条光线a 、b 开始时无位相差,相聚在P 点时有位相差(n°为 空气的折射率),且a 光线位相落后的是图[ ]2. 白光垂直照射在肥皂膜上,肥皂膜呈彩色,当肥皂膜的厚度趋于零时,从反射光方向观察 肥皂膜[ ](A) 还是呈彩色;(B)呈白色;(C)呈黑色.; (D)无色透明。
3. 全息照相是记录物光波的(A) 振幅分布和相位分布;(B) 振幅分布和频率分布;(0频率分布和位相分布;(D)频率分布,振幅分布,相位分布。
4. -束单色线偏振光其偏振化方向与1/4波片的光轴夹角a =n/4。
此偏振光经过波片后 [ ](A)仍为线偏振光 (B)振动面旋转了(C) 振动面不变 (D)变为圆偏振光 。
5. 在劈尖干涉实验中,劈尖夹角。
变小时,干涉条纹将1. 用波长为2的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上,其缝宽均为a,缝间不透明部分 b = 3a ,则在单缝衍射的中央明条纹中共有 条谱线。
2. 一束真空中波长为X °单色光波在折射率为n 的介质中由A 点传播到B 点,位相改变了 2 n,光程改变了»3. •束光垂直入射在偏振片F 上,以入射光线为轴转动P,观察通过P 的光强变化过程.若(A)下移,条纹间距变小;(B)上移,条纹间距变大 (D) 不好确定。
共24分)不动,条纹间距也不;二、填空题(每题3分,入射光是则将看到光强不变。
4.一凹面镜半径为0.80m,那么它将太阳光聚焦于离凹面镜顶点处。
B 5.在日镜焦距一定的情况下,物镜的焦距愈__________ ,望远镜放大率愈大|W '刁6.为了检测透镜表面的加工质量,将玻璃样板与待测透镜表面紧贴,在反射光中观察其形成的牛顿环(俗称“光圈”)。
用手轻压上方的样板,若条纹向外扩大,则表不透镜表面曲率7.在做迈克耳孙十涉实验时,移动平面反射镜陆,如果视场中心消失的圆环条纹数目为N,则血移动的距离△"=。
《光学教程》考试练习题及答案
B出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。
C入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭。
4.通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源,则这个点光源显得离观察者
A远了B近了C原来位置。
5.使一条不平行主轴的光线,无偏折(即传播方向不变)的通过厚透镜,满足的条件是入射光线必须通过
(C)干涉条纹的亮度将发生变化。(D)不产生干涉条纹。
29.在透光缝数为N的光栅衍射实验里,缝干涉的中央明纹中强度的最大值为一个缝单独存在时单缝衍射中央明纹强度最大值的
(A) 1倍(B) N倍(C)2N倍(D) N2倍
30.下列物体哪个是绝对黑体:
(A)不发光的物体(B)不发出任何辐射的物体
(C)黑色的物体(D)不能反射和透射任何辐射的物体
A 5903ÅB 6080ÅC7600ÅD三个数据都不对
14.一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃,则:C
A、反射光束偏振面垂直于入射面,而透射光束偏振面平行于入射面并为完全线偏振光
B、反射光束偏振面平行偏振于入射面,而透射光束是部分偏振光
C、反射光束偏振面是垂直于入射面,而透射光束是部分偏振光
D、反射光束和透射光束都是部分偏振光
C、tgip=n1/n2D、tgip=n2/n1
8.用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉,当反射镜M1移动0.1mm时,瞄准点的干涉条纹移过了400条,那么所用波长为
A 5000ÅB 4987ÅC 2500ÅD三个数据都不对
9.一波长为5000Å的单色平行光,垂直射到0.02cm宽的狭缝上,在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为3mm,则所用透镜的焦距为
A、7.5cmB、10cmC、20cmD、40cm
上海理工大学光学考研笔记
封
面
第一章 光的干涉
一、 光波 14 从波动观点看,光波是一种电磁波,可见光波的范围为 3900~7600(即,频率为 3.9×10 Hz~7.8 14 。引起大多数光效应的主要是电磁波中的电矢量,因此,称电矢量为光矢量。 ×10 Hz) 1、 沿 X 方向传播的单色平面简谐波的波函数(也称波动方程)为:
1
A1 A2 见度 V= 。 A1 2 1 ( ) A2 2
三、 双光束分波前干涉
2 2
1、 干涉光强分布公式:I(P)=A 1+A 2+2A1A2cos =I1+I2+ 2 I1 I 2 cos 2、 位相差:
2
(01 02 ) ,一般地 01 02 ,因此
2
2 dy 。 r0
3、 明纹位置: y j
r0 , j 0,1,2, . d 1 r 4、 暗纹位置: y ( j ) 0 , j 0,1,2, . 2 d r ' 5、 涉条纹间隔: y y 0 . d
6、 注意:对于具体装置应先求出 d,r0 代入上述公式。 四、 薄膜干涉[分振幅干涉] 1、 菲涅尔公式:见教材 P42,式1-30~式1-33;正方向规定见,图 1—16。要求:会用 菲涅尔公式解释“半波损失”现象的产生。 2、 薄膜干涉光程差:薄膜干涉属于分振幅干涉,这是一种多光束干涉,在薄膜表面反射率较低 的情况下,可作为双光束干涉处理,平行平面薄膜上、下表面反射光的光程差为
2 2 2
2
j , o,1,2, 。
相消(暗)条件: 2h n2 n1 sin i1
光学工程专业复试题及答案
光学工程专业复试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光的波长为λ,频率为ν,光速为c,则下列关系正确的是:A. c = λνB. c = λ/νC. c = ν^2/λD. c = λ^2/ν2. 光学系统中的像差包括:A. 球面像差B. 色差C. 像场弯曲D. 所有以上3. 以下哪个不是光学成像系统的类型?A. 望远镜B. 显微镜C. 激光器D. 投影仪...二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述干涉和衍射的区别。
2. 解释什么是光学传递函数,并简述其在光学系统设计中的应用。
3. 描述光学显微镜的工作原理。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 已知一个光学系统的焦距为f=100mm,物体距离镜头为u=200mm,求像的位置和大小。
2. 给定一个光学系统的光阑直径为D=10mm,光波长λ=500nm,计算系统的衍射极限分辨率。
四、论述题(每题20分,共20分)1. 论述光学成像系统在现代科技领域的应用,并给出具体的例子。
答案一、选择题1. A. c = λν2. D. 所有以上3. C. 激光器...二、简答题1. 干涉是光波相遇时的叠加现象,可以产生明暗相间的干涉条纹;衍射则是光波在遇到障碍物或通过狭缝时,波前弯曲传播的现象,产生光强分布不均的衍射图样。
2. 光学传递函数(OTF)是描述光学系统传递空间频率信息能力的函数,它在光学系统设计中用于评估系统的成像质量,如分辨率和对比度。
3. 光学显微镜通过物镜收集被观察物体的光线,形成一个中间像,然后通过目镜放大这个中间像,形成可观察的放大像。
三、计算题1. 根据成像公式1/f = 1/u + 1/v,解得v = 100mm,即像的位置在焦距处;由于u > 2f,所以像为实像且为倒立、缩小。
2. 衍射极限分辨率可通过公式θ = 1.22λ/D计算,代入数值得θ ≈ 0.061mm。
四、论述题光学成像系统在现代科技领域应用广泛,例如在生物医学领域,光学显微镜用于细胞和组织的观察;在航空航天领域,光学成像系统用于卫星遥感和天文观测;在通信领域,光纤通信系统利用光学成像原理实现高速数据传输。
上海理工大学《光学》考研模拟题
一、单项选择(每题 2 分,共 20 分) 1A;2A;3C;4C;5B;6B;7C;8A;9;10C。 二、填空(每题 2 分,共 10 分) 1. 540 ;2. 0.03 ;3. 30 ;4. 60 ;5. 正 。 三、问答(每题 10 分,共 30 分) 1. 求出每一个给定光阑或透镜边缘由其前面那部分光具组所成的象, 找出所有这些象和 第一个透镜对指定参考点所张的角,在这些张角中,找出最小的那一个,和这最小张角 对应的光阑就是有效光阑。 2. 双折射,全反射。 3. 频率相同、相位差恒定、振动方向几乎沿同一直线。 四、计算(每题 10 分,共 40 分) 1. 解:红点为物,在玻璃内部;人在玻璃球外观察,因此本题中,物空间折射率为 n=1.5, 像空间折射率为 n’=1.0 已知 s=r
= 6.626
×10-19J
3 10 8 10 E1=hv=hc/λ=6.626×10-34 3950 10
=5.032
×10 =3.15ev
-19
发光电子的最大初动能: Ek=E1-W=3.15ev-2.14ev=1.01ev 2 又由 Ek=1/2mv =evg 得:vg=mv/2e=Ek/e 代入数据得: vg =1.01 v
在中间宽度内取 k=1
可知第五级谱线缺级 所以在单缝衍射的中央宽度内能观察到 I=0,±1, ±2, ±3, ±4 九条谱线。
3 10 8 10 六.解:1.E=hν=hc/λ=6.626×10-34 3000 10
4.14125ev=4.14ev 所以入射光中每个光子的能量为 4.14ev 2 2. 由 1/2mv =hv-w 得: 2 w=hv-1/2mv =4.14ev-2ev=2.14ev 所以钾的逸出功为: 2.14ev o 则光子能量 3. λ=3950 A
上海理工大学研究生课程(论文类 )试卷—鄂非(高等光学)
研究生课程(论文类)试卷2013 /2 014 学年第2 学期课程名称:高等光学课程代码:12000106论文题目:中高层大气风速模拟实验及分析学生姓名:鄂非专业﹑学号:光学工程、131330039学院:光电信息与计算机工程学院中高层大气风速模拟实验及分析摘要:中高层大气风速的测量可以采用干涉法来进行,由于光源(气辉辐射谱线)的强度很弱,故干涉法对测量系统要求很高。
利用半导体激光器(LD)的调制特性和法布里-帕罗干涉仪(FPI)的高光谱分辨能力设计了一种用简单设备进行大气风场模拟与测量的方法。
改变LD的驱动电流使其输出激光频率改变,从而模拟气辉辐射的多普勒频移,通过分析FPI获得的干涉图可检测出该频移,进而得到等效风速。
模拟风速的相对误差不超过6.5%,最小模拟风速为20.01 m/s,且测量结果与LD的线性调制特性很相符。
使用该方法可以有效地对多普勒风速测量原理、数据处理方法、系统性能以及测量误差进行分析和评估。
关键字:光学测量,大气风速,多普勒效应,法布里-帕罗干涉仪(FPI),半导体激光器(LD),气辉。
0、引言在对80-300km高度的大气风速进行测量时,如果采用传统的激光测量,会由于衰减严重而无法接收到回波,且该高度是探空气球和卫星都难以进入的区域。
因此,目前国外对该区域风速的主要探测手段之一是利用FPI获取该区域的夜气辉(night airglow)干涉图,从中提取出气辉辐射谱线的多普勒频移信息来获得大气风速。
气辉现象不仅夜间存在,在白天也存在,但气辉在夜间较白天更容易观测,故对夜气辉现象的利用更为广泛。
夜气辉的产生机制是白天太阳紫外线照射大气分子或原子使之产生电离或光分解,在夜间,这些处于激发态的分子或原子在回到基态时的辐射即产生辉光。
常见夜气辉谱线有产生高度约为250km的OI630 nm和产生高度约为100 km的OI557.7 nm、Na-D、OH谱线。
Babcock早在1923年就利用FPI对OI557.7 nm谱线进行了观测和研究。
上海理工大学物理第十二篇波动光学
一. 选择题[ B ]1. 在双缝干涉实验中,设缝是水平的.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) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变. (C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变. 参考解答:(解题思想参考计算题第2小题)。
[ B ]2. 在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,用玻璃纸遮住双缝中的一个缝,若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大 λ,则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹; (B) 变为暗条纹;(C) 既非明纹也非暗纹; (D) 无法确定是明纹,还是暗纹参考解答:光程差变化了λ,原光程差为半波长的偶数倍(形成明纹),先光程差为半波长的奇数倍,故变为暗条纹。
[ B ]3.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).参考解答:需考虑半波损失。
[ B ]4. 一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 (A) λ / 4 . (B) λ / (4n ).(C) λ / 2 . (D) λ / (2n ).参考解答:反射光要干涉加强,其光程差应为半波长的偶数倍,故薄膜的最小厚度h 应满足如下关系式:212nh λλ+=⋅(要考虑半波损失),由此解得/(4)h n λ=。
[ B ]5. 用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹(A) 向右平移. (B) 向中心收缩.(C) 向外扩张. (D) 静止不动. (E) 向左平移. 参考解答:根据牛顿环公式,此时固定位置的k 变大。
上海市考研光学工程复习资料光学与光学仪器技术重要概念解析
上海市考研光学工程复习资料光学与光学仪器技术重要概念解析一、光学光学是一门研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象的学科。
它涉及到光的性质、光的产生、光的传播和变化规律等多个方面。
光学是现代科学和技术的基础,广泛应用于光学器件、激光技术、光通信、成像技术等众多领域。
1. 光的性质光具有波粒二象性,可以看作是一种电磁波,也可以看作是由光子组成的粒子。
光的波动性表现在光的干涉、衍射等现象上,而光的粒子性则体现在光的能量和动量是离散的。
2. 光的产生光的产生可以通过辐射的方式或者激光的方式实现。
辐射光源可以是热光源,如太阳、灯泡等,也可以是激发电子跃迁而产生的,如氢原子的巴尔末系列辐射。
而激光则是通过一种特殊设计的光腔和能够产生激光的物质来实现的,它具有高度相干性和高能量密度等特点。
3. 光的传播光在空间中传播时遵循直线传播原理,但在介质中会发生光的折射和反射。
光的折射是指光从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的光速不同而改变传播方向的现象。
光的反射则是指光从一种介质射入另一种介质界面时,部分光发生反射现象。
4. 光的变化规律光在遇到物体时会发生反射、折射、透射、吸收等现象。
其中,光的反射是指光从物体表面发生反射,根据反射定律可以确定光的入射角和反射角的关系;光的折射是指光从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向,根据斯涅尔定律可以确定光的入射角和折射角的关系;透射是指光穿过透明介质时改变传播方向的现象;吸收则是指光被物体吸收并转化为其他形式的能量。
二、光学仪器技术光学仪器技术是应用光学原理和方法来设计、制造光学仪器的技术。
光学仪器技术广泛应用于光学测量、光学成像、光学通信等领域,为人类的科学研究和生产生活提供了重要的工具和设备。
1. 光学仪器的分类光学仪器可以根据其功能和应用领域进行分类。
常见的光学仪器包括望远镜、显微镜、光谱仪、激光器等。
望远镜主要用于观测远处的物体,显微镜主要用于观察微小物体,光谱仪主要用于测量光的特性和物质的光谱,激光器主要用于产生激光。
上海理工 大学物理 第十二章 波动光学(二)
一. 选择题[ D ]1. 测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确? (A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 . (C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射.注:光栅分辨率最高[ B ]2. 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a =4 λ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 个. (C) 6 个. (D) 8 个.注[ 上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为 (A) a=21b . (B) a=b . 3 b .注[ 将单缝宽度a 稍梢变宽,同时使单缝沿y 轴正方向作微小平移(透镜屏幕位置不动),则屏幕C 上的中央衍射条纹将(A) 变窄,同时向上移;(B) 变窄,同时向下移; (C) 变窄,不移动; (D) 变宽,同时向上移;(E) 变宽,不移.注: λθ=sin a[ D ]5. 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 的光强度决定于波阵面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) 光强之和.(C) 振动振幅之和的平方. (D) 振动的相干叠加. 注:惠更寺原理[ ]6. 某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1=450 nm 和λ2=750 nm (1 nm =10-9 m)的光谱线.在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象,重叠处λ2的谱线的级数将是 (A) 2 ,3 ,4 ,5 ...... (B) 2 ,5 ,8 ,11......(C) 2 ,4 ,6 ,8 ...... (D) 3 ,6 ,9 ,12...... 注:同一角度对应同一种光栅2211sin λλθk k d ==∴找最小公倍数即可.λ[ B ]7. 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) 的改变无法确定. 注:公式从λθk d =sin 变成λφθ')sin (sin k d =+[ B ]8. 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a =4 λ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(A) 2 个. (B) 4 个. (C) 6 个. (D) 8 个. 二. 填空题1.在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是____明_______纹.2.在单缝夫琅禾费衍射实验中,设第一级暗纹的衍射角很小,若钠黄光(λ1≈589 nm) 中央明纹宽度为4.0 mm ,则λ2=442 nm (1 nm = 10-9m)的蓝紫色光的中央明纹宽度为___3__。
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第二章自我检测题
一、 填空题 ,中央主极大的角宽 1、单缝宽度为 ,垂直入射光波波长为 ,则中央主极大的半角宽度为 度为 间距近似为 ,若缝后透镜焦距为 f ,则中央主极大的线宽度为 ,中央明纹的衍射角为
=
4、在所氏双缝实验中,若在 S1 前(如图 1—4 示)插入一个厚度 方向移动,如果用光波波长 为 e 的透明薄片,则中央纹向
。
为 =5893 埃,薄片折射率为 1.4,中央明纹移动 5 个条纹,则 mm, (光线垂直通过薄片) 。 薄片厚度 e= 5、 形状完全相同的二个劈一个是 n=1.5 的玻璃放在空气中, 另一 个是两玻璃片之间的空气劈用同样波长的光垂直照射,观察反射 条纹, 空气劈劈棱处 光的干涉花样, 玻璃劈劈棱处为 条纹, 玻璃劈尖的干涉条纹间距为空气劈尖条纹间距的 为 倍 选择题: 1、[ ]在所氏双缝实验中,照射光的波长增大,同时双缝距离变小,则干涉条纹 A、变密;B、变蔬;C、不变;D、不能确定。 2、[ ]牛顿环是一组同心圆环形条纹,它是 A、等倾干涉条纹;B、点光源产生的非定域干涉条纹;C、等厚干涉条纹;D、以上说法都不对。 3、[ ]迈克尔逊干涉仪中,M1 与 M2 垂直时,若 M2 向下移动,观察到干涉条纹 A、从中心冒出且变蔬;B、从中心冒出且变密;C、从外向中心收缩;D、不能确定 。 4、[ ]当组成空气劈的两玻璃片夹角增大时,干涉条纹将 A、 向劈交棱方向移动且变密;B、向劈交棱方向移动但条纹宽度不变; C、条纹变宽; D、以上说法都不正确。 5、[ ]光在 n 1 的介质中传播时,位相差
Hale Waihona Puke 2A、 是光程差, 是介质中波长; B、 是光程差, 是真空中波长; C、 是几何路程差, 是真空中波长;D、以上说法都不正确。 -4 6、[ ]及波长为 6500 埃的红光作扬氏双缝干涉实验,已知狭缝相距 10 m,从屏上量得相邻两
,其中
1
条纹间距为 1cm,若狭缝到屏的距离以 m 为单位,则大小为 A、2; B、1.5; C、3.2; D、1.8。 7、[ ]迈克尔逊干涉仪的一臂上,放置一个具有玻璃口长为 t=0.5cm 的密闭小盒,如图 2—7 所示,所使用的光波波长=5000 埃,用真空泵将小盒中的空 气渐渐地抽空,从观察中发现有 60 个条纹从视场中通过, 由此可求出一大气压下空气的折射率为 A、1.001; B、1.002; C、1.003; D、1.004。 8、[ ]牛顿环实验装置是一个平凸透镜置于一个平板 玻璃上,分别以单色光垂直照射,并从上向下观察,看见有 许多明暗相间的同心圆环,这些圆环的特点为 A、接触点是明的,同心圆环是等间距的;B、接触点是 明的,同心圆环是不等间距的;C、接触点是暗的, 同 心圆环是等间距的;D、接触点是暗的,同心圆环是不 等间距的。 9、[ ]来自不同光源的两束白光,例如两手电筒的光在同一区域内,是不会产生干涉现象的, 这是由于 A、 白光是许多不同波长的光构成的;B、两光源发出强度不同的光; C、不同波长的光其速度是不同的;D、两个光源是独立的,不是相干光源;E、来自不同光源的 光,不能正好具有相同的频率。 10、[ ]如图 2—10 所示,若劈形膜等厚干涉的明条纹为 2n2h=(2j+1)/2,则三个折射率的关系 为 B、n1>n2<n3 或者 n1<n2>n3; A、n1>n2>n3; D、以上三式均不正确。 C、n1<n2<n3; 二、 计算题: 1、 在洛埃镜实验中, =5000 埃的缝光源 S 在反射镜左方 40cm, 与镜面垂直距离为 1mm,镜长 40cm,在镜右方 40cm 处垂直放置观察 屏。 (1)求干涉条纹间距; (2)总共能观察到多少明条纹?(如图 3 —1 所示) 2、 用单色光照射的牛顿环实验中,测得第二个与第三个环间距 离为 1mm 求第九和第十个牛顿环之间的距离,若把整个装置放入水中,这个距离变为多少? 3、 在半导体生产中需要测量硅(Si)片上二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度,为 此将二氧化硅磨成劈状,如图 3—3 所示,用 =6330 埃的光垂直照射,观察 到整个斜面上有十条亮纹和九条暗纹,求二氧化硅薄膜的厚度。 (已知二氧化 硅的折射率为 1.5,硅的折射率为 3.4) 4、 在折射率为 1.5 的玻璃上,镀上 n=1.35 的透明介质,光波垂直照射, 观察反射光的干涉,发现对 =6000 埃的光波,干涉相消,对 =7000 埃的光 波,干涉相长,求介质膜的最小厚度。
上海理工大学《光学》考研题集-考研复习题库
第一章自我检测题
一、 填空题: mm;
条纹间距 y =0.5mm, 缝至屏距离 r0=2.25m, 则缝宽为 d= 1、 在双缝干涉中, 若 =5876 埃, 若缝宽为 d=0.45mm,r0=120cm, y =0.15mm 时波长 = 埃。
2、如图 1—2 示,两平面玻璃一边相接,在距此边 20cm 处夹一细丝,以构成空 气膜,若用波长为 5890 埃的黄光垂直照射,测得相邻两条纹间距为 0.118cm, mm,当细丝向棱边推进时条纹间距将变 , 则细线的直径为 。 这时从 O 到细丝间的干涉条纹总数目 3、1)用单色光垂直照射牛顿环,测定某一明纹半径为 rj ,再它外面第 m 明纹半径为 rj+m,所用牛顿 。 环平凸透镜曲率半径为 R,则单色光波长 = 2)如果迈克尔逊干涉仪中 M2 反射镜移动距离为 0.233mm,测得条纹移动数为 792,则所用光波波长
自我检测题答案
一、1、d=206442mm, =5626 A 。2、d=0.05mm,变小,不变。3、 上,e=7.37×10 mm。5、暗条纹,暗条纹,2/3 倍。
-3
0
rj2 m rj2 mR
向 =5884 A 。4、
0
2
二、1、[B],2、[C],3、[D],4、[A],5、[B],6、[B],7、[C],8、[D],9、[D],10、[B]。 三、1、条纹间距 y =3mm,6 条。2、0.47mm,0.41mm。3、厚度 e=1.9×10-3mm。4、厚度 e=7.78× 10 mm。