光学教程考试练习题及答案
光学教程答案(第一章)
1. 波长为nm 500的绿光投射在间距d 为cm 022.0的双缝上，在距离cm 180处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离.若改用波长为nm 700的红光投射到此双缝上,两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离.解：由条纹间距公式λd r y y y j j 01=-=∆+ 得cm 328.0818.0146.1cm146.1573.02cm818.0409.02cm573.010700022.0180cm 409.010500022.018021222202221022172027101=-=-=∆=⨯===⨯===⨯⨯==∆=⨯⨯==∆--y y y drj y d rj y d r y d r y j λλλλ2．在杨氏实验装置中,光源波长为nm 640,两狭缝间距为mm 4.0,光屏离狭缝的距离为cm 50.试求：(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若p 点离中央亮条纹为mm 1.0，问两束光在p 点的相位差是多少？（3）求p 点的光强度和中央点的强度之比.解：（1）由公式λd r y 0=∆得λd r y 0=∆ =cm 100.8104.64.05025--⨯=⨯⨯（2）由课本第20页图1-2的几何关系可知52100.01sin tan 0.040.810cm 50y r r d d dr θθ--≈≈===⨯521522()0.8106.4104r r πππϕλ--∆=-=⨯⨯=⨯(3) 由公式2222121212cos 4cos 2I A A A A A ϕϕ∆=++∆= 得8536.042224cos 18cos 0cos 421cos 2cos42cos 422202212212020=+=+==︒⋅=∆∆==πππϕϕA A A A I I pp3. 把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为6×10-7m .解：未加玻璃片时，1S 、2S 到P 点的光程差，由公式2rϕπλ∆∆=可知为 Δr =215252r r λπλπ-=⨯⨯=现在1S 发出的光束途中插入玻璃片时，P 点的光程差为()210022r r h nh λλϕππ'--+=∆=⨯=⎡⎤⎣⎦所以玻璃片的厚度为421510610cm 10.5r r h n λλ--====⨯-4. 波长为500nm 的单色平行光射在间距为0.2mm 的双狭缝上.通过其中一个缝的能量为另一个的2倍,在离狭缝50cm 的光屏上形成干涉图样.求干涉条纹间距和条纹的可见度.解：6050050010 1.250.2r y d λ-∆==⨯⨯=m m122I I = 22122A A =12A A =()()122122/0.94270.94121/A A V A A ∴===≈++5. 波长为700nm 的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间距离为20cm ，棱到光屏间的距离L 为180cm ,若所得干涉条纹中相邻亮条纹的间隔为1mm ，求双镜平面之间的夹角θ。
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S2盖住，并在S 1、S2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λ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) λ/n ； (B) λ/2n ； (C) λ/3n ； (D) λ/4n 。
5．一折射率为n 、厚度为e 的薄膜处于折射率分别为1n 和的介质中3n ，现用一束波长为的平行λ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，波长为的单λ色光垂直入射在宽度为3λ的单缝上，对应于衍射角为的方向30，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 22 B ．2/22λ+e n C ． e n 12 D ． 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．波长的单色550nm λ=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 与堆叠在一3P 起，1P 与的偏振化3P 方向相互垂直，2P 与的偏振化1P 方向间的夹角为45，强度为的自0I 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 。
光学复习题答案
光学复习题答案一、选择题1. 光的波长范围是多少？- A. 10^-10 米- B. 10^-7 米- C. 10^-4 米- D. 10^1 米答案：B2. 光的折射定律是什么？- A. 光速不变定律- B. 光的传播方向不变定律- C. 入射角与折射角成正比- D. 入射角与折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比答案：D3. 什么是全反射？答案：当光从折射率较高的介质射向折射率较低的介质时，如果入射角大于临界角，光将完全反射回高折射率介质，不会穿透到低折射率介质中。
二、填空题1. 光的三原色是红、绿、____。
答案：蓝2. 光的干涉现象是指两个或两个以上的相干光波在空间相遇时，光强分布出现______的现象。
答案：增强或减弱3. 光纤通信是利用光在______中传播的特性来传输信息。
答案：光纤三、简答题1. 描述光的偏振现象。
答案：光的偏振是指光波振动方向的有序排列。
在自然光中，光波的振动方向在垂直于传播方向的平面内是随机分布的。
当光通过偏振器或反射、折射等过程时，光波的振动方向可以被限制在特定的方向上，形成偏振光。
2. 解释什么是激光以及它的应用。
答案：激光是受激发射放大的光，它具有高度的单色性、相干性和方向性。
激光的应用非常广泛，包括激光切割、激光焊接、激光测距、医学治疗、光纤通信等。
四、计算题1. 已知某介质的折射率为1.5，计算光在该介质中的传播速度。
答案：光在真空中的传播速度是 \( c = 3 \times 10^8 \) 米/秒。
根据折射率公式 \( v = \frac{c}{n} \)，其中 \( n \) 是折射率，光在介质中的传播速度 \( v = \frac{3 \times 10^8}{1.5} \) 米/秒。
2. 如果一束光从空气射入水中，入射角为30°，求折射角。
答案：根据斯涅尔定律 \( n_1 \sin(\theta_1) = n_2\sin(\theta_2) \)，其中 \( n_1 \) 和 \( n_2 \) 分别是空气和水的折射率，\( \theta_1 \) 和 \( \theta_2 \) 分别是入射角和折射角。
光学教程期末考试试题及答案
光学教程期末考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的波动性是由哪位科学家首次提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 惠更斯2. 以下哪个现象不属于光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 光的衍射C. 光的反射D. 光的折射3. 光的偏振现象说明了光是：A. 横波B. 纵波C. 无偏振光D. 非极化光4. 以下哪个选项不是光的衍射现象？A. 单缝衍射B. 双缝衍射C. 光的全反射D. 光栅衍射5. 光的色散现象是由于：A. 光的波长不同B. 光的速度不同C. 光的频率不同D. 光的强度不同6. 以下哪个现象不属于光的折射现象？A. 光的折射定律B. 光的全反射C. 光的色散D. 光的透镜成像7. 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. 光从介质射向真空8. 光的衍射极限是指：A. 衍射图样的清晰度B. 衍射图样的亮度C. 衍射图样的对比度D. 衍射图样的分辨率9. 光的干涉条纹间距与以下哪个因素有关？A. 光源的强度B. 光源的频率C. 光源的波长D. 光源的极化10. 以下哪个选项是光的偏振现象的应用？A. 激光切割B. 激光测距C. 偏振太阳镜D. 激光通信二、填空题（每空2分，共20分）11. 光的干涉条件是两束光的频率必须________。
12. 光的衍射现象可以通过________来观察。
13. 光的偏振现象可以通过________来观察。
14. 光的全反射现象发生在光从光密介质射向光疏介质时，且入射角大于________。
15. 光的色散现象可以通过________来观察。
16. 光的折射定律是由________提出的。
17. 光的偏振现象说明了光是________波。
18. 光的干涉条纹间距与光源的________有关。
19. 光的衍射极限是指衍射图样的________。
20. 光的偏振现象的应用之一是________。
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
光学教程第1章-参考答案
1.1 波长为500nm 的绿光投射在间距d 为0.022cm 的双缝上，在距离0r 为180cm 处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离.若改用波长为700nm 的红光投射到此双缝上，两个亮条纹之间的距离又为多少？算出这两种光第2级亮纹位置的距离。
解：相邻两个亮条纹之间的距离为m dry y y i i 29220110409.01050010022.010180----+⨯≈⨯⨯⨯⨯==+=∆λ若改用700nm 的红光照射时，相邻两个亮条纹之间的距离为m dry y y i i 29220110573.01070010022.010180----+⨯≈⨯⨯⨯⨯==+=∆λ这两种光第2级亮条纹位置的距离为m drj y y y nm nm 3922120500270021027.3]10)500700[(10022.0101802)(----==⨯≈⨯-⨯⨯⨯⨯=-=-=∆λλλλ1.2 在杨氏实验装置中，光源波长为640nm ，两狭缝间距d 为0.4mm ，光屏离狭缝的距离0r 为50cm.试求：(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离；(2)若P 点离中央亮条纹0.1mm ，问两束光在P 点的相位差是多少？(3)求P 点的光强度和中央点的强度之比。
解：(1)因为λdr jy 0=(j=0，1)。
所以第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离为m d r y y y 4932001100.810640104.01050)01(----⨯=⨯⨯⨯⨯=-=+=∆λ (2)因为021r ydr r -≈-，若P 点离中央亮纹为0.1mm ，则这两束光在P 点的相位差为41050104.0101.01064022)(22339021ππλπλπϕ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=-≈-=∆----r yd r r(3)由双缝干涉中光强)](cos 1)[(A 2I(p)21p p ϕ∆+=，得P 点的光强为]22)[(A ]221)[(A 2)](cos 1)[(A 2I(p)212121+=+=∆+=p p p p ϕ，中央亮纹的光强为)(A 4I 210p =。
《光学教程》考试练习题及答案
光学教程》考试练习题一、单项选择和填空题1.将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为n 的介质中，其条纹间隔是空气中的C1倍n2．在菲涅耳圆屏衍射的几何阴影中心处A 永远是个亮点，其强度只与入射光强有关B 永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变C 有时是亮点，有时是暗点。
3.光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为 A 入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。
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A 光心B 物方焦点C 物方节点D 象方焦点6. 一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成，将此薄透镜放在折射率为4/3的水中。
则此透镜的焦距数值就变成原来在空气中焦距数值的:A2倍B3倍C4倍D1.5/1.333倍7. 光线由折射率为n ,的媒质入射到折射率为僞的媒质，布儒斯特角i 满足：12pA .sini p =n 1/n 2B 、sini p =n 2/n 1C 、tgi p =n 1/n 2D 、tgi p =n 2/n 18. 用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M ］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A5000AB4987AC2500AD 三个数据都不对9. 一波长为5000A 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A60mmB60cmC 10.光电效应中的红限依赖于： A 、入射光的强度C 、金属的逸出功 30mm D30cm. 入射光的频率 入射光的颜色 11.用劈尖干涉检测二件的表面，当波长为久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：B 、 D 、九A、有一凹陷的槽，深为4九2 B、有一凹陷的槽，深为九4 C、有一凸起的埂，高为九D、有一凸起的埂，高为212.随着辐射黑体温度的升高，对应于最大单色光发射本领的波长将： A 、向短波方向移动 B 、向长波方向移动 C 、先向短波方向，后向长短方向移动 D 、先向长波方向，后向短波方向移动 13. 用单色光观察牛顿环，测得某一亮环直径为3mm ,在它外边第5个亮环直径为4.6mm ,用平凸透镜的凸面曲率半径为1.0m ,则此单色光的波长为 A5903AB6080AC7600AD 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: 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 九15. 仅用检偏器观察一束光时，强度有一最大但无消光位置，在检偏器前置一4片，使其光轴与上述强度为最大的位置平行，通过检偏器观察时有一消光位置，这束光是： A 、部分偏振光B 、椭园偏振光C 、线偏振光D 、园偏振光 16. 要使金属发生光电效应，则应： A 、尽可能增大入射光的强度B 、选用波长较红限波长更短的光波为入射光C 、选用波长较红限波长更长的光波为入射光波D 、增加光照的时间； 17. 下列说法正确的是A 、利用不同折射率的凸凹透镜相配，可以完全消除去球差和色差；B 、近视眼需用凹透镜校正；C 、扩大照相景深的方法是调大光圈；D 、天文望远镜的作用是使遥远的星体成像在近处，使得人们能看清楚；18. 将折射率^=1.50的有机玻璃浸没在油中。
大学物理光学练习题及答案
光学练习题一、 选择题11. 如图所示，用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 (n 1＜n 2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占据, 则该介质的厚度为 [ ] (A) λ3(B) 123n n -λ(C) λ2(D)122n n -λ17. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n , d 1＞d 2, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距减小(B) 条纹间距增大 (C) 整个条纹向上移动(D) 整个条纹向下移动18. 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26. 如图(a)所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长λ＝500nm(1nm = 10-9m)的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条纹如图(b)所示．有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切．则工件的上表面缺陷是[ ] (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm(B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm43. 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(C) 光是有颜色的(D) 光的波长比声波小得多53. 在图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KS1L 2L xaEf54. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝宽度 a 稍稍变宽，同时使单缝沿x 轴正向作微小移动，则屏幕E 的中央衍射条纹将 [ ] (A) 变窄，同时上移(B) 变窄，同时下移 (C) 变窄，不移动 (D) 变宽，同时上移55. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝宽度a 稍稍变窄，同时使汇聚透镜L 2沿x 轴正方向作微小移动，则屏幕E 上的中央衍射条纹将[ ] (A) 变宽，同时上移(B) 变宽，同时下移 (C) 变宽，不移动 (D) 变窄，同时上移56. 一衍射光栅由宽300 nm 、中心间距为900 nm 的缝构成, 当波长为600 nm 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57. 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) 483. 如图所示，起偏器A 与检偏器B 的偏振化方向相互垂直，偏振片C 位于A 、B 中间且与A 、B 平行，其偏振化方向与A 的偏振化方向成30°夹角. 当强度为I 的自然光垂直射向A 片时，最后的出射光强为 [ ] (A) 0(B)2I (C)8I(D) 以上答案都不对84. 如图所示，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°IACI1P 32P86. 两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一偏振片慢慢转动时, 投射光强度发生的变化为 [ ] (A) 光强单调增加(B) 光强先增加，后又减小至零 (C) 光强先增加，后减小，再增加(D) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零1. 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2. 真空中波长为的单色光, 在折射率为n 的均匀透明介质中从a 点沿某一路径传到b点．若a 、b 两点的相位差为π3，则此路径的长度为[ ] (A)n23λ (B)nλ3 (C)λ23 (D)λn 23 3. 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4. 如图所示，有两个几何形状完全相同的劈形膜：一个由空气中的玻璃形成玻璃劈形膜; 一个由玻璃中的空气形成空劈形膜．当用相同的单色光分别垂直照射它们时, 从入射光方向观察到干涉条纹间距较大的是[ ] (A) 玻璃劈形膜(B) 空气劈形膜(C) 两劈形膜干涉条纹间距相同 (D) 已知条件不够, 难以判定5. 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 6. 牛顿环实验中, 透射光的干涉情况是[ ] (A) 中心暗斑, 条纹为内密外疏的同心圆环 (B) 中心暗斑, 条纹为内疏外密的同心圆环 (C) 中心亮斑, 条纹为内密外疏的同心圆环 (D) 中心亮斑, 条纹为内疏外密的同心圆环7. 若用波长为的单色光照射迈克耳孙干涉仪, 并在迈克耳孙干涉仪的一条光路中放入一厚度为l 、折射率为n 的透明薄片, 则可观察到某处的干涉条纹移动的条数为[ ](A)λln )1(4- (B)λln(C)λln )1(2- (D)λln )1(-8. 如图12-1-44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) na f λ(B) na f λ (C)naf λ2(D)anf λ2 9. 在一光栅衍射实验中，若衍射光栅单位长度上的刻痕数越多, 则在入射光波长一定的情况下, 光栅的[ ] (A) 光栅常数越小(B) 衍射图样中亮纹亮度越小 (C) 衍射图样中亮纹间距越小(D) 同级亮纹的衍射角越小10. 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) a b a 4=+(D) a b a 6=+11. 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 12. 关于光的干涉，下面说法中唯一正确的是[ ](A) 在杨氏双缝干涉图样中, 相邻的明条纹与暗条纹间对应的光程差为2λ (B) 在劈形膜的等厚干涉图样中, 相邻的明条纹与暗条纹间对应的厚度差为2λ (C) 当空气劈形膜的下表面往下平移2λ时, 劈形膜上下表面两束反射光的光程差将增加2λ (D) 牛顿干涉圆环属于分波振面法干涉二、 填空题1. 如图12-2-1所示，折射率为2n 、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折λfaE L射率分别为1n 和3n ，已知321n n n ><，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、下表面反射的光束（用①与②示意）的光程差是2. 真空中波长 = 400 nm 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5, 该光从A 到B 所走的光程为 ．4. 如图所示，在双缝干涉实验中SS 1=SS 2，用波长为λ的光照射双缝S 1和S 2，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S 1和S 2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 ＝ ____________．5. 两条狭缝相距2 mm, 离屏300 cm, 用600 nm 的光照射时, 干涉条纹的相邻明纹间距为___________mm.6. 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 = 550 nm, 则该云母片的厚度为___________．9. 如图所示，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500 nm 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 ． 10. 用白光垂直照射厚度e = 350 nm 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．则透射光中可看到的加强光的波长为 ．14. 波长为λ的平行单色光垂直地照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率为n ，第二级明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是 _____________． 15. 两玻璃片中夹满水(水的折射率34=n )形成一劈形膜, 用波长为λ的单色光垂直照射其上, 若要使某一条纹从明变为暗, 则需将上面一片玻璃向上平移 ．22. 若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M 移动0.620mm 的过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光波的波长为 ．23. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n ，厚度为d 的透明介质薄片，放入后，这条光路的光程改变了 ．25. 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 ．26. 一束平行光束垂直照射宽度为1.0 mm 的单缝上，在缝后放一焦距为2.0 mm 的汇聚透镜．已知位于透镜焦平面处的中央明纹的宽度为2.0 mm ，则入射光波长约为 ． 29 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__________．30. 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．36. 一衍射光栅, 狭缝宽为a , 缝间不透明部分宽为b ．当波长为600 nm 的光垂直照射时, 在某一衍射角 ϕ 处出现第二级主极大．若换为400 nm 的光垂直入射时, 则在上述衍射角 ϕ 处出现缺级, b 至少是a 的 倍．38. 已知衍射光栅主极大公式(a ＋b ) sin ϕ＝±k λ，k ＝0, 1, 2, …．在k ＝2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差∆＝_____________．40. 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_________．41. 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_________．44. 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_____________．三、 计算题8. 用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm 的玻璃片．玻璃片的折射率为1.50．在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强? 13. 图12-3-13所示为一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好与平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是R ＝400 cm ．用单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第5个明环的半径是0.30 cm ．(1) 求入射光的波长；(2) 设图中OA =1.00 cm ，求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目．18. 在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长1λ和2λ，并垂直入射于单缝上．假如1λ的第一级衍射极小与2λ的第二级衍射极小相重合，试问：(1) 这两种波长之间有何关系?(2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其它极小相重合?19. 某种单色平行光垂直地入射在一单缝上, 单缝的宽度a = 0.15 mm ．缝后放一个焦距f = 400 mm 的凸透镜，在透镜的焦平面上，测得中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为8.0 mm ，求入射光的波长．30. 一衍射光栅，每厘米有200条透光缝，每条透光缝宽为a = 2⨯10-3 cm ，在光栅后方一焦距f = 1 m 的凸透镜．现以nm 600=λ的单色平行光垂直照射光柵，求：(1) 透光缝a 的单缝衍射中央明区条纹宽度； (2) 在透光缝a 的单缝衍射中央明纹区内主极大条数.31. 波长λ = 600nm 的单色光垂直入射到一光柵上，测得第二级主级大的衍射角为30o ，且第三级是缺级．(1) 光栅常量(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，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次．36 两个偏振片叠在一起，欲使一束垂直入射的线偏振光经过这两个偏振片之后振动方向转过了90°，且使出射光强尽可能大，那么入射光振动方向和两偏振片的偏振化方向之间的夹角应如何选择？这种情况下的最大出射光强与入射光强的比值是多少?。
光学教程第二版习题答案(一至七章)
∴ d1
=
h1 − h2 tan u1′
= 1.5 −1 0.015
= 33.33mm
tan u2 ′ = tan u2
+
h2 f 2′
= 0.015 +
1 = 0.011
− 250
∴d2
=
h2 − h3 tan u2 ′
1 − 0.9 =
0.011
= 9.091mm
2－13 一球形透镜，直径为 40mm，折射率为 1.5，求其焦距和主点位置。
= −200mm
lH
= dϕ2 ϕ
= 50 × 5 = −100mm − 2.5
2－11
有三个透镜，
f1′
= 100mm，
f2′
= 50mm，
f
′
3
=
−50mm，其间隔 d1
= 10mm，
d 2 = 10mm ，设该系统处于空气中，求组合系统的像方焦距。
解：设 h1 = 100mm， u1 = 0 ，则：
tan u3′
= tan u3 +
h3 f3′
= 2.8 +
62 − 50
= 1.56
∴组合系统的像方焦距为：
f
′=
h1 tan u3′
100 =
1.56
= 64.1mm
2－12
一个三 片型望远镜 系统，已知
f
′
1
= 100mm，
f
′
2
=
−250mm ，
f
′
3
= 800mm，入
射平行光在三个透镜上的高度分别为： h1 = 1.5mm， h2 = 1mm ， h3 = 0.9mm ，试求合成
《光学》试卷库参考答案及评分标准
《光学》试题（一）标准答案及评分标准一、选择题（每小题2.5分，共25分）1、D2、A3、C4、B5、B6、D7、A8、C9、B 10、C二、填空题（每小题2分，共20分）① 6.00×10-4② 2(n-1)h ③ 0.458 ④ 120 ⑤ 250 ⑥ 3:1 ⑦ 8.3% ⑧ 2I 0/3 ⑨ 1.22λ/D ⑩ 56.1%三、试用作图法找像的位置和大小(5分)四、论述题(10分)（1） 同频率（2）两光波相遇是有固定的位相差 （3）两光波相遇点相同的振动分量（4）两光波相遇光程差不能太大，要小于光源的相干长度。
（5）两光波相遇点所产生的振动后的振幅不能太悬殊。
评分标准：每小题各占据2分。
如没有论述，则酌情扣分。
五．1．（a ）→x=-20mm 180mm =′=′xf f x S'=60-180=120mm （实像） （5分）（b ）x=20mm x'=-180mm （5分）S'=60-180=240mm （虚像）2．由于右边321n n n ，故没有额外程差，而左边3221,n n n n 发生额外程差对于右边 λj Rr n h n j 222=2λ)5+(=25+2j Rr n j 两式相减，可求得波长 ΟA Rr n j 6480=5)r -(=2j 25+2λ对于左j 级亮纹满足m mr n R r j n R r j R r n j j j j 24.4=18=62.1×210×10×6480×10+4×4=2+=)21+(==21-37-222222左左左λλλλ3．设光栅常数为d ，可见光谱两面三刀端波长所对应的光栅方程为760•=θsin 400•=sin 2211K d K d θ如果发生重叠是400nm 的二级与760nm 的一级：1221/760=sin /800=/400•2=sin θθθθ d d d所以不发生重叠。
大学物理光学练习题及答案
光学练习题一、 选择题11. 如图所示,用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 n 1＜n 2的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占据, 则该介质的厚度为 A λ3B 123n n -λC λ2D122n n -λ17. 如图所示,在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n , d 1＞d 2, 干涉条纹的变化情况是 A 条纹间距减小B 条纹间距增大C 整个条纹向上移动D 整个条纹向下移动18. 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26. 如图a 所示,一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖,用波长λ＝500nm1nm = 10-9m 的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条纹如图b 所示．有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切．则工件的上表面缺陷是 A 不平处为凸起纹,最大高度为500 nmB 不平处为凸起纹,最大高度为250 nmC 不平处为凹槽,最大深度为500 nmD 不平处为凹槽,最大深度为250 nm43. 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C 光是有颜色的D 光的波长比声波小得多53. 在图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KS1L 2L xaEf54. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝宽度 a 稍稍变宽,同时使单缝沿x 轴正向作微小移动,则屏幕E 的中央衍射条纹将 A 变窄,同时上移B 变窄,同时下移C 变窄,不移动D 变宽,同时上移55. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝宽度a 稍稍变窄,同时使汇聚透镜L 2沿x 轴正方向作微小移动,则屏幕E 上的中央衍射条纹将 A 变宽,同时上移B 变宽,同时下移C 变宽,不移动D 变窄,同时上移56. 一衍射光栅由宽300 nm 、中心间距为900 nm 的缝构成, 当波长为600 nm 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57. 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 483. 如图所示,起偏器A 与检偏器B 的偏振化方向相互垂直,偏振片C 位于A 、B 中间且与A 、B 平行,其偏振化方向与A 的偏振化方向成30°夹角. 当强度为I 的自然光垂直射向A 片时,最后的出射光强为 A 0B2I C8ID 以上答案都不对84. 如图所示,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°IACI1P 32P86. 两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一偏振片慢慢转动时, 投射光强度发生的变化为 A 光强单调增加B 光强先增加,后又减小至零C 光强先增加,后减小,再增加D 光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零1. 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2. 真空中波长为的单色光, 在折射率为n 的均匀透明介质中从a 点沿某一路径传到b点．若a 、b 两点的相位差为π3,则此路径的长度为 An23λ Bnλ3 Cλ23 D λn 23 3. 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4. 如图所示,有两个几何形状完全相同的劈形膜：一个由空气中的玻璃形成玻璃劈形膜; 一个由玻璃中的空气形成空劈形膜．当用相同的单色光分别垂直照射它们时, 从入射光方向观察到干涉条纹间距较大的是 A 玻璃劈形膜B 空气劈形膜C 两劈形膜干涉条纹间距相同D 已知条件不够, 难以判定5. 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 6. 牛顿环实验中, 透射光的干涉情况是 A 中心暗斑, 条纹为内密外疏的同心圆环 B 中心暗斑, 条纹为内疏外密的同心圆环 C 中心亮斑, 条纹为内密外疏的同心圆环 D 中心亮斑, 条纹为内疏外密的同心圆环7. 若用波长为的单色光照射迈克耳孙干涉仪, 并在迈克耳孙干涉仪的一条光路中放入一厚度为l 、折射率为n 的透明薄片, 则可观察到某处的干涉条纹移动的条数为A λln )1(4- B λlnC λln )1(2- D λln )1(-8. 如图12-1-44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 na f λBnaf λ Cnaf λ2Danf λ2 9. 在一光栅衍射实验中,若衍射光栅单位长度上的刻痕数越多, 则在入射光波长一定的情况下, 光栅的 A 光栅常数越小B 衍射图样中亮纹亮度越小C 衍射图样中亮纹间距越小D 同级亮纹的衍射角越小10. 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 a b a 4=+D a b a 6=+11. 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 30B 折射光为部分线偏振光,折射角为 30C 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 12. 关于光的干涉,下面说法中唯一正确的是A 在杨氏双缝干涉图样中, 相邻的明条纹与暗条纹间对应的光程差为2λ B 在劈形膜的等厚干涉图样中, 相邻的明条纹与暗条纹间对应的厚度差为2λ C 当空气劈形膜的下表面往下平移2λ时, 劈形膜上下表面两束反射光的光程差将增加2λ D 牛顿干涉圆环属于分波振面法干涉二、 填空题1. 如图12-2-1所示,折射率为2n 、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折λfaE L射率分别为1n 和3n ,已知321n n n ><,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、下表面反射的光束用①与②示意的光程差是 2. 真空中波长= 400 nm 的紫光在折射率为 n = 的介质中从A 点传到B 点时, 光振动的相位改变了5, 该光从A 到B 所走的光程为 ． 4. 如图所示,在双缝干涉实验中SS 1=SS 2,用波长为λ的光照射双缝S 1和S 2,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S 1和S 2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 ＝ ____________．5. 两条狭缝相距2 mm, 离屏300 cm, 用600 nm 的光照射时, 干涉条纹的相邻明纹间距为___________mm.6. 将一块很薄的云母片n = 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 = 550 nm, 则该云母片的厚度为___________．9. 如图所示,在玻璃折射率n 3 = 表面镀一层MgF 2折射n 2=薄膜作为增透膜．为了使波长为500 nm 的光从空气折射率n 1=正入射时尽可能减少反射,MgF 2膜的最小厚度应是 ．10. 用白光垂直照射厚度e = 350 nm 的薄膜,若膜的折射率n 2 = , 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．则透射光中可看到的加强光的波长为 ．14. 波长为λ的平行单色光垂直地照射到劈尖薄膜上,劈尖薄膜的折射率为n ,第二级明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是 _____________． 15. 两玻璃片中夹满水水的折射率34=n 形成一劈形膜, 用波长为λ的单色光垂直照射其上, 若要使某一条纹从明变为暗, 则需将上面一片玻璃向上平移 ．22. 若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M 移动的过程中,观察到干涉条纹移动了2300条,则所用光波的波长为 ．23. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明介质薄片,放入后,这条光路的光程改变了 ．25. 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 ．26. 一束平行光束垂直照射宽度为 mm 的单缝上,在缝后放一焦距为 mm 的汇聚透镜．已知位于透镜焦平面处的中央明纹的宽度为 mm,则入射光波长约为 ．29 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__________．30. 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．36. 一衍射光栅, 狭缝宽为a , 缝间不透明部分宽为b ．当波长为600 nm 的光垂直照射时, 在某一衍射角 ϕ 处出现第二级主极大．若换为400nm 的光垂直入射时, 则在上述衍射角 ϕ 处出现缺级, b 至少是a 的 倍．38. 已知衍射光栅主极大公式a ＋b sin ϕ＝±k λ,k ＝0, 1, 2, …．在k ＝2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差∆＝_____________．40. 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_________．41. 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_________．44. 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_____________．三、 计算题8. 用白光垂直照射置于空气中的厚度为 μm 的玻璃片．玻璃片的折射率为．在可见光范围内400 nm ~ 760 nm 哪些波长的反射光有最大限度的增强13. 图12-3-13所示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好与平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R ＝400cm ．用单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是 cm ．1 求入射光的波长；2 设图中OA = cm,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目．18. 在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长1λ和2λ,并垂直入射于单缝上．假如1λ的第一级衍射极小与2λ的第二级衍射极小相重合,试问：1 这两种波长之间有何关系2 在这两种波长的光所形成的衍射图样中,是否还有其它极小相重合19. 某种单色平行光垂直地入射在一单缝上, 单缝的宽度a = ．缝后放一个焦距f = 400 mm 的凸透镜,在透镜的焦平面上,测得中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为 mm,求入射光的波长．30. 一衍射光栅,每厘米有200条透光缝,每条透光缝宽为a = 2⨯10-3 cm,在光栅后方一焦距f = 1 m 的凸透镜．现以nm 600=λ的单色平行光垂直照射光柵,求：1 透光缝a 的单缝衍射中央明区条纹宽度；2 在透光缝a 的单缝衍射中央明纹区内主极大条数.31. 波长λ = 600nm 的单色光垂直入射到一光柵上,测得第二级主级大的衍射角为30o ,且第三级是缺级．1 光栅常量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,求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次．36 两个偏振片叠在一起,欲使一束垂直入射的线偏振光经过这两个偏振片之后振动方向转过了90°,且使出射光强尽可能大,那么入射光振动方向和两偏振片的偏振化方向之间的夹角应如何选择 这种情况下的最大出射光强与入射光强的比值是多少。
新高考光学试题及答案
新高考光学试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光的波动性可以通过以下哪个实验来证明？A. 双缝干涉实验B. 光电效应实验C. 康普顿散射实验D. 光的偏振实验2. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 杨氏双缝实验B. 薄膜干涉C. 光的衍射D. 光的反射3. 光的偏振现象说明了什么？A. 光是横波B. 光是纵波C. 光是粒子D. 光是电磁波4. 以下哪个选项是光的色散现象？A. 光的折射B. 光的反射C. 光的衍射D. 光的干涉5. 光的全反射条件是什么？A. 入射角大于临界角B. 入射角小于临界角C. 入射角等于临界角D. 入射角为90度6. 以下哪个是光的衍射现象？A. 光的直线传播B. 光的偏振C. 光的干涉D. 光的全反射7. 光的多普勒效应是指什么？A. 光的频率随光源移动而变化B. 光的波长随光源移动而变化C. 光的强度随光源移动而变化D. 光的方向随光源移动而变化8. 以下哪个是光的折射定律？A. 入射角等于反射角B. 入射角等于折射角C. 入射角与折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比D. 入射角与折射角的正切比等于两种介质的折射率之比9. 光的偏振现象可以通过什么实现？A. 光栅B. 偏振片C. 透镜D. 反射镜10. 光的衍射现象可以通过以下哪个实验来观察？A. 杨氏双缝实验B. 迈克尔逊干涉仪C. 法拉第旋转实验D. 光电效应实验二、简答题（每题10分，共20分）1. 请简述光的干涉条件，并举例说明。
2. 描述光的全反射现象，并解释其物理意义。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设有一束光从空气射入水中，入射角为60度。
请计算折射角，并说明光在这种情况下是否会发生全反射。
2. 假设一束光通过一个偏振片，偏振片的偏振方向与入射光的振动方向成45度角。
计算通过偏振片后的光的强度，并与未通过偏振片前的光强度进行比较。
答案：一、选择题1-5：A D A B A6-10：D A C C A二、简答题1. 光的干涉条件是两束光的频率相同，相位差恒定。
光学习题及答案,光学习题及提示
光学习题及答案练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程一.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 和相位差∆ϕ分别为(A) ∆ r = 0 , δ = 0 , ∆ϕ = 0.(B) ∆ r = (n 1－n 2) r , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r /λ . (C) ∆ r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r /λ . (D) ∆ r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r .4. 如图22.2所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化？答:(A) 保持不变. (B) 条纹间隔增加. (C) 条纹间隔有可能增加. (D) 条纹间隔减小.5. 用白光(波长为4000Å～7600Å)垂直照射间距为a =0.25mm 的双缝,距缝50cm 处放屏幕,则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是(A) 3.6×10-4m , 3.6×10-4m . (B) 7.2×10-4m , 3.6×10-3m . (C) 7.2×10-4m , 7.2×10-4m . (D) 3.6×10-4m , 1.8×10-4m . 二.填空题图22.1图22.21. 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差∆ϕ = .2. 如图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.3. 如图22.4所示,在劳埃镜干涉装置中，若光源s 离屏的距离为D , s 离平面镜的垂直距离为a (a 很小).则平面镜与屏交界处A 的干涉条纹应为 条纹；设入射光波长为λ，则相邻条纹中心间的距离为 . 三.计算题1. 在双缝干涉实验中,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.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) 如果用厚度e =1.0×10-2mm,折射率n =1.58的透明薄膜覆盖在图中的s 1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x ' .练习二十三 薄膜干涉 劈尖一.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.2. 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)分别是图22.4图23.1(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/2.3. 由两块玻璃片（n 1 = 1.75）所形成的空气劈尖,其一端厚度为零，另一端厚度为0.002cm ，现用波长为7000 Å的单色平行光，从入射角为30︒角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数为(A) 27. (B) 56. (C) 40. (D) 100.4. 空气劈尖干涉实验中,(A) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变稀,从中心向两边扩展. (B) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,从两边向中心靠拢. (C) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变疏,条纹背向棱边扩展. (D) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,条纹向棱边靠拢. 5. 一束波长为λ的单色光由空气入射到折射率为n 的透明薄膜上,要使透射光得到加强,则薄膜的最小厚度应为(A) λ/2. (B) λ/2n . (C) λ/4. (D) λ/4n . 二.填空题1. 如图23.3所示,波长为λ的平行单色光垂直照射到两个劈尖上,两劈尖角分别为 θ1和θ2 ,折射率分别为n 1和n 2 ,若二者形成干涉条纹的间距相等,则θ1 , θ2 , n 1和n 2之间的关系是 .2. 一束白光垂直照射厚度为0.4μm 的玻璃片,玻璃的折射率为1.50,在反射光中看见光的波长是 ,在透射光中看到的光的波长是 .3. 空气劈尖干涉实验中,如将劈尖中充水,条纹变化的情况是 ,如将一片玻璃平行的拉开, 条纹变化的情况是 . 三.计算题1. 波长为λ的单色光垂直照射到折射率为n 2的劈尖薄膜上, n 1＜n 2＜n 3,如图23.4所示,观察反射光形成的条纹.(1) 从劈尖顶部O 开始向右数第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e 5是多少？(2) 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少？图23.21图23.4图23.32. 在折射率n =1.50的玻璃上,镀上n '=1.35的透明介质薄膜,入射光垂直于介质膜表面照射,观察反射光的干涉,发现对λ1=6000Å的光干涉相消,对λ2=7000Å的光波干涉相长,且在6000Å～7000Å之间没有别的波长的光波最大限度相消或相长的情况,求所镀介质膜的厚度.练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪 衍射现象一.选择题1. 严格地说,空气的折射率大于1,因此在牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时,干涉圆环的半径将(A) 变小. (B) 不变. (C) 变大. (D) 消失.2. 在图24.1所示三种透明材料构成的牛顿环装置中,用单色光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹,则在接触点P 处形成的圆斑为(A) 全明. (B) 全暗.(C) 右半部明,左半部暗. (D) 右半部暗,左半部明.3. 在一块平玻璃片B 上,端正地放一个顶角接近于π,但小于π的圆锥形平凸透镜A ,在A 、B 间形成空气薄层,如图24.2所示,当用单色光垂直照射平凸透镜时,从玻璃片的下面可观察到干涉条纹,其特点是(A) 中心暗的同心圆环状条纹,中心密,四周疏. (B) 中心明的同心圆环状条纹,中心疏,四周密. (C) 中心暗的同心圆环状条纹,环间距相等. (D) 中心明的同心圆环状条纹,环间距相等.4. 把观察牛顿环装置中的平凸透镜换成半径很大的半圆柱面透镜, 用单色光垂直照射半圆柱面的平凸透镜时,观察到的干涉条纹的特点是(A) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间密,两边稀. (B) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间稀,两边密. (C) 间隔相等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹. (D) 间隔相等的与圆柱面母线垂直的干涉直条纹.5. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入一个折射率为n ,厚度为d 的透明片后,这条光路的光程增加了(A) 2(n －1)d .图24.1图24.2n 2n '2图24.4(B) 2nd . (C) (n －1)d . (D) nd . 二.填空题1. 用λ = 6000 Å的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为 μm .2. 光强均为I 0 的两束相干光相遇而发生干涉时, 在相遇区域内有可能出现的最大光强是 .3. 惠更斯－菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各个面积元上，所发出的子波在观察点P 的 , 决定了P 点的合振动及光强. 三.计算题1. 图24.3所示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400cm,用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30cm .(1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA =1.00cm,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目.2. 在如图24.4所示的牛顿环装置中,把玻璃平凸透镜和平面玻璃(设玻璃折射率n 1=1.50)之间的空气(n 2=1.00)改换成水 (n '2 = 1.33 ),求第k 个暗环半径的相对改变量 (r k － r k ) / r k .练习二十五 单缝衍射 圆孔衍射 光学仪器的分辨率一.选择题1. 对杨氏双缝干涉的理解应为(A) 杨氏双缝干涉是两狭缝衍射光的干涉,因此干涉条纹的分布受单缝衍射因子的调制.(B) 杨氏双缝干涉完全是两束相干光的干涉. (C) 杨氏双缝干涉是两条单缝的衍射,无干涉. (D) 杨氏双缝干涉是双光束干涉与单缝衍射的迭加. 2. 关于半波带正确的理解是(A) 将单狭缝分成许多条带,相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差为入射光波长的1/2.(B) 将能透过单狭缝的波阵面分成许多条带, 相邻条带的对应点的衍射光到达屏上会聚点的光程差为入射光波长的1/2.(C) 将能透过单狭缝的波阵面分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.(D) 将单狭缝透光部分分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.3.波长λ = 5000 Å的单色光垂直照射到宽度a = 0.25 mm的单缝上,单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为(A) 2m.(B) 1m.(C) 0.5m.(D) 0.2m.(E) 0.1m.4. 单色光λ垂直入射到单狭缝上,对应于某一衍射角θ, 此单狭缝两边缘衍射光通过透镜到屏上会聚点A的光程差为δ = 2λ , 则(A) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A点为明点.(B) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A点为暗点.(C) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A点为明点.(D) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A点为暗点.5. 一直径为2mm的He－Ne激光束从地球上发出投射于月球表面,己知月球和地面的距离为376×103km, He－Ne激光的波长为6328Å,则月球得到的光斑直径为(A) 0.29×103m.(B) 2.9.×103 m.(C) 290×103 m.(D) 29×103 m.二.填空题1. 在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若用钠黄光（λ1≈5890 Å）照射单缝得到中央明纹的宽度为4.0mm , 则用λ2=4420 Å的蓝紫色光照射单缝得到的中央明纹宽度为.2. 波长为5000 Å～6000 Å的复合光平行地垂直照射在a=0.01mm的单狭缝上,缝后凸透镜的焦距为 1.0m,则此二波长光零级明纹的中心间隔为,一级明纹的中心间隔为.3. 己知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为6.71×10-7rad,它们发出的光波波长按5500 Å计算,要分辨出这两颗星,望远镜的口镜至少要为.三.计算题1. 用波长λ = 6328Å的平行光垂直照射单缝,缝宽a = 0.15mm,缝后用凸透镜把衍射光会聚在焦平面上,测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为1.7mm,求此透镜的焦距.2. 在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长λ1和λ2,并垂直入射于单缝上,假如λ1的第一级衍射极小与λ2的第二级衍射极小相重合,试问(1)这两种波长之间有何关系？(2)在这两种波长的光所形成的衍射图样中,是否还有其它极小相重合？练习二十二光的相干性双缝干涉一.选择题 A C C D B二.填空题1. 2π(n1-n2)e/λ.2. 下, 上.3. 暗, ∆x=Dλ/(2a) .三.计算题1.光程差δ=(l2+r2)-(l1+r1)=(l2-l1)+(r2-r1)= l2-l1+xd/D=-3λ+xd/D(1)零级明纹δ=0有x=3λD/d(2)明纹δ=±kλ=-3λ+x k d/D有x k=(3λ±kλ)D/d∆x=x k+1-x k=Dλ/d2.(1)光程差δ=r2-r1=xd/D=kλx k=kλD/d因k=5有x5=6mm(2)光程差δ=r2-(r1-e+ne)=r2-r1-(n-1)e=x'd/D-(n-1)e=kλ有x'=[kλ+(n-1)e]D/d因k=5,有x'5=19.9mm练习二十三薄膜干涉劈尖一.选择题 B C A C B二.填空题1. n1θ1= n2θ2.2. 0.48μm; 0.6μm, 0.4μm.3. 依然平行等间距直条纹,但条纹变密；依然平行等间距直条纹，条纹间距不变，但条纹平行向棱边移动.三.计算题1.(1)因n1<n2<n3，所以光程差δ=2n2e暗纹中心膜厚应满足δk=2n2e k=(2k+1)λ/2 e k=(2k+1)λ/(4n2)对于第五条暗纹，因从尖端数起第一条暗纹δ=λ/2，即 k =0，所以第五条暗纹的k =4，故e 4=9λ/(4n 2)(2)相邻明纹对应膜厚差∆e=e k +1-e k =λ/(2n 2)2．因n 1<n 2<n 3所以光程差 δ=2n 2e λ1相消干涉，有 δ=2n 2e =(2k 1+1)λ1/2 λ2相长干涉，有 δ=2n 2e =2k 2λ2/2因λ2>λ1,且中间无其他相消干涉与相长干涉，有k 1=k 2=k ，故(2k +1)λ1/2=2k λ2/2 k=λ1/[2(λ2-λ1)]=3得 e=k λ2/(2n 2)=7.78⨯10-4mm练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪一.选择题 C D D B A二.填空题 1. 0.9. 2. 4I 0 .3. 干涉(或相干叠加).三.计算题1. (1) 明环半径 r =[(2k -1)R λ/2]1/2λ=2r 2/[(2k -1)R ]=5000Å(2) (2k -1)=2r 2/(R λ)=100k =50.5故在OA 范围内可观察到50个明环（51个暗环）2. 暗环半径 2n kR λr k =2n kR λr k '=' 222n kR λn kR λn kR λr r r kk k '-='-13.6%111122222='-='-=n n n n n练习二十五 单缝 圆孔 分辨率一.选择题 A B B D C二.填空题1. 3.0mm .2. 0, 15mm.3. 1.0m.三.计算题1. 单缝衍射暗纹角坐标满足a sinθk=kλ线坐标满足x k=f tanθ≈f sinθ=f kλ/a∆x=x k-x k-1≈fλ/af≈a∆x/λ=400mm=0.4m；2.(1) 单缝衍射暗纹角坐标满足a sinθ1=λ1a sinθ2=2λ2因重合有a sinθ2=a sinθ1，所以λ1=2λ2(2) a sinθ1=k1λ1 = k12λ2 a sinθ2=k2λ2a sinθ1= a sinθ2得k2=2k1故当k2=2k1时,相应的暗纹重合光学习题及提示（西北工业大学理学院赵建林）第3章光的干涉与相干性3-1 两相干平面光波对称地斜射在记录介质表面，已知其传播方向平行于xz面，光的波长为632.8nm，记录介质位于xy平面。
光学专业课考研试题及答案
光学专业课考研试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象是光的波动性的直接表现，以下哪个现象不属于光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 单缝衍射C. 双缝干涉D. 多光束干涉2. 在光的衍射现象中，以下哪个描述是正确的？A. 衍射现象只发生在光的传播过程中B. 衍射现象是光的粒子性的直接表现C. 衍射现象是光的波动性的直接表现D. 衍射现象只发生在光的反射过程中3. 以下哪个是激光的特点？A. 单色性B. 散射性C. 多色性D. 漫反射性4. 光纤通信中，光信号的传输主要依靠：A. 光的反射B. 光的折射C. 光的干涉D. 光的衍射5. 以下哪个是光学成像系统中的光学元件？A. 透镜B. 反射镜C. 光栅D. 所有选项6. 光的偏振现象表明光是一种：A. 横波B. 纵波C. 非偏振波D. 非波动7. 光的全反射现象发生在：A. 光从光密介质进入光疏介质B. 光从光疏介质进入光密介质C. 光在真空中传播D. 光在介质中传播8. 以下哪个是光的色散现象的例子？A. 彩虹B. 光的反射C. 光的折射D. 光的衍射9. 以下哪个是光学仪器中常用的光学元件？A. 望远镜B. 显微镜C. 棱镜D. 所有选项10. 以下哪个是光的量子性的表现？A. 光电效应B. 光的衍射C. 光的干涉D. 光的偏振二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述光的干涉现象及其在光学中的应用。
2. 解释什么是光的全反射现象，并举例说明其在光学中的应用。
3. 描述光的偏振现象，并简述其在光学中的应用。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 一个单缝衍射实验中，单缝宽度为0.5mm，光波长为600nm。
计算第一级暗纹与中央亮纹之间的夹角。
2. 一个光学系统使用一个焦距为20cm的凸透镜，物体距离透镜30cm。
计算像的位置和大小。
四、论述题（共30分）1. 论述光纤通信的原理及其在现代通信中的重要性。
答案：一、选择题1. B2. C3. A4. A5. D6. A7. A8. A9. D10. A二、简答题1. 光的干涉现象是指两束或多束相干光波相遇时，光强分布出现明暗相间的条纹。
大学光学教程考试题及答案
大学光学教程考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光学中的“三基色”指的是哪三种颜色？A. 红、黄、蓝B. 红、绿、蓝C. 红、橙、绿D. 黄、绿、紫答案：B2. 光的干涉现象产生的条件是什么？A. 光源必须是单色光B. 两束光的频率相同C. 两束光的相位差恒定D. 所有以上条件答案：D3. 以下哪种现象不属于光的折射？A. 海市蜃楼B. 小孔成像C. 透镜成像D. 影子的形成答案：D4. 光的偏振是指什么？A. 光波的振动方向与传播方向垂直B. 光波的振动方向与传播方向平行C. 光波的振动方向只在一个平面内D. 光波的振动方向在空间中任意变化答案：C5. 以下哪种材料可以作为增透膜使用？A. 玻璃B. 聚乙烯C. 氟化镁D. 石墨答案：C6. 光的全反射现象发生的条件是什么？A. 光从光密介质进入光疏介质B. 入射角大于临界角C. 光从光疏介质进入光密介质D. 入射角小于临界角答案：A、B7. 以下哪种情况会导致光的多普勒效应？A. 光源和观察者相对静止B. 光源向观察者运动，观察者静止C. 观察者向光源运动，光源静止D. 光源和观察者同时相互运动答案：B、C、D8. 光的衍射现象说明了什么？A. 光具有波动性B. 光具有粒子性C. 光只能直线传播D. 光的传播不需要介质答案：A9. 光纤通信利用了哪种光学现象？A. 光的反射B. 光的折射C. 光的干涉D. 光的全反射答案：D10. 以下哪种情况不会导致光的色散现象？A. 光通过三棱镜B. 光通过云层C. 光通过光纤D. 光通过光栅答案：C二、填空题（每题2分，共20分）11. 光的电磁说是由________提出，他证明了光是________的电磁波。
答案：麦克斯韦；电磁场12. 光的波长、频率和波速之间的关系可以用公式________来表示。
答案：c = λν13. 在光的干涉实验中，两束相干光的频率完全相同，这种现象称为________干涉。
光学考试试卷(附答案)
光学考试试卷（附答案）班级姓名学号成绩题号一二三四总分得分本题得分一、填空题（本大题共9 题，每题 2 分，共 18 分）1 ．在几何光学系统中，唯一能够完善成像的是系统，其成像规律为。
2．单色光垂直入射到由两块平板玻璃构成的空气劈尖中，当把下面一块平板玻璃缓慢向下移动时，则干涉条纹，明暗条纹的间隔。
3 ．在夫琅和费单缝衍射中，缝宽为b，缝屏间距为L ，波长为，零级条纹的宽度为，一级暗条纹的宽度为。
4．曲率半径为R 的凹球面镜的焦距为，若将球面镜浸入折射率为该系统的焦距为。
5．在光栅衍射中，第三级缺级，则光栅常数与缝宽的比为n 的液体内，；还有第级主极大缺级。
6．在菲涅耳圆孔衍射中，对轴线上的的 P 点，孔径越小，波带数越P 点离圆孔越近，波带数越。
；对给定7．当物处于主光轴上无穷远处，入射光线平行于主光轴，得到的像点称为；在通常情况下，薄透镜成像的高斯公式是8．主平面是理想光具组的。
一对共轭平面；节点是理想光具组的一对共轭点。
9．在洛埃镜实验中，将屏移至与玻璃平板相接触，则在接触处出现的是条纹，这一事实证实了。
本题得分二、选择题（本大题共10 题，每题 3 分，共 30 分）题号12345678910得分1．用半波带法研究菲涅耳圆孔衍射时，圆孔轴线上P 点的明暗决定于（A ）圆孔的直径；（ B ）光源到圆孔的距离；（C）圆孔到P 点距离；（ D）圆孔中心和边缘光线到P 点的光程差2．一发光点位于凹球面镜前40cm 处，镜面曲率半径为16cm，则象距为（A ） -10cm；（B）-20cm；（C）-30cm；（D）-40cm3．为了测定金属丝的直径，可把它夹在两平板玻璃的一端，测得两相邻干涉条纹的间距为d，若金属丝与劈尖的距离为 L ，所用单色光的波长为，则金属丝的直径为（A ） L /d；（ B ） d/L ；（C） d/2L ；（D ）L /2d4．在夫琅和费双缝衍射中，零级包迹中含有11 条干涉条纹，必须满足下列条件（缝宽为b，缝间不透明部分为a）（A ） a=2b；（B）a=3b；（C）a=4b；（D）a=5b5．一双凹透镜折射率为n，置于折射率为n 的介质中，则下列说法正确的是（A ）若 n> n，透镜是发散的；（B）若n>n，透镜是会聚的；（C）若n>n，透镜是发散的；（ D）双凹薄透镜是发散的，与周围介质无关6．空气中，薄透镜的横向放大率为（A ） f/x ；（B）x/f；（C）-f/x；（D）-x/f7．在玻璃表面镀上一层透明的MgF 2（ n=1.38 ）薄膜，对于波长为的入射光，增透膜的最小厚度为（A ） /2；（B）/4；（C）/2n；（D）/4n8．夫琅和费单缝衍射中，零级中央亮条纹的光强为I 0，光波波长为，当缝两边到屏上的P 点的光程差为/4 时， P 点的光强约为（A ） I0/2；（B ） I0/4；（ C）2I0/5；（ D） 4I0/59．将折射率为n1=1.50的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为n2 =1.10，试问：全反射的临界角为1.10；（ B）arccos 1.10（ C） 1.10/1.50 ；（ D） 1.50/1.10（A ）arcsin；1.50 1.5010．在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n、厚度为 h 的透明介质片后，两光束光程差的改变量为（A ） 2（ n-1） h；（B）2nh；（C）nh；（D）（n-1）h本题得分三、作图题：（本大题 1 题， 10 分）用作图法求出物点S 的像点。
光学教程答案(第二章)
1. 单色平面光照射到一小圆孔上，将其波面分成半波带。
求第к个带的半径。
若极点到观察点的距离r 0为1m ，单色光波长为450nm ，求此时第一半波带的半径。
解：2022rr k k +=ρ 而20λkr r k +=20λk r r k =-20202λρk r r k =-+将上式两边平方，得422020202λλρk kr r r k++=+ 略去22λk 项，则 λρ0kr k=将cm104500cm,100,1-80⨯===λr k 带入上式，得cm 067.0=ρ2. 平行单色光从左向右垂直射到一个有圆形小孔的屏上，设此孔可以像照相机光圈那样改变大小。
问：（1）小孔半径满足什么条件时，才能使得此小孔右侧轴线上距小空孔中心4m 的P 点的光强分别得到极大值和极小值；（2）P 点最亮时，小孔直径应为多大？设此时的波长为500nm 。
解：（1）根据上题结论ρρ0kr k =将cm105cm,400-50⨯==λr 代入，得cm 1414.01054005k k k =⨯⨯=-ρ 当k 为奇数时，P 点为极大值； k 为偶数时，P 点为极小值。
（2）P 点最亮时，小孔的直径为 cm2828.02201==λρr3．波长为500nm 的单色点光源离光阑1m ，光阑上有一个内外半径分别为0.5mm 和1mm 的透光圆环，接收点P 离光阑1m ，求P 点的光强I 与没有光阑时的光强度I 0之比。
解：根据题意m 1=R 500nmmm 1R mm 5.0R m 121hk hk 0====λr有光阑时，由公式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=R r R R r r R R k h h 11)(02002λλ得11000110001105005.011620211=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-R r R k hk λ4100011000110500111620222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-R r R k hk λ按圆孔里面套一个小圆屏幕()13221312121212121a a a a a a a a p =+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=没有光阑时210a a =所以 42/211200=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=a a a a I I p4．波长为632.8nm 的平行光射向直径为2.76mm 的圆孔，与孔相距1m 处放一屏。
光学习题及答案
光学习题及答案练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程一。
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 和相位差∆ϕ分别为(A) ∆ r = 0 , δ = 0 ， ∆ϕ = 0。
（B ） ∆ r = (n 1－n 2) r , δ =( n 1－n 2） r ， ∆ϕ =2π (n 1－n 2)（C) ∆ r = 0 ， δ =（ n1－n 2) r, ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r /λ 。
(D ） ∆ r = 0 ， δ =( n 1－n 2） r ， ∆ϕ =2π (n 1－n 2） r 。
4. 如图22。
2所示,在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时，在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时，条纹的间隔将会发生什么变化？答：(A) 保持不变. (B) 条纹间隔增加.（C ） 条纹间隔有可能增加. (D ） 条纹间隔减小.5。
用白光(波长为4000Å～7600Å)垂直照射间距为a =0。
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《光学教程》考试练习题一、单项选择和填空题１．C 2． B ３． C 4． B 5． C 6. C 7. D 8． A 9． D 10. B11. B 12. A 13． B 14. C 15． B 16． B 17. B 18. D 19. D 20． A21．A 22．D 23．A 24． D 25． C 26． C 27． C 28．D 29．D 30. D31. C 32． D 33．A 34． C 35． A 36． B 38． D 39． B 40． B 41．B 42． B １．将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为n 的介质中，其条纹间隔是空气中的CA n1倍 B n 倍 C n 1倍 D n 倍 2．在菲涅耳圆屏衍射的几何阴影中心处BＡ永远是个亮点，其强度只与入射光强有关Ｂ永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变Ｃ有时是亮点，有时是暗点。
３．光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为CＡ入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。
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BA 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CA 光心B 物方焦点C 物方节点D 象方焦点6. 一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成，将此薄透镜放在折射率为4/3的水中。
则此透镜的焦距数值就变成原来在空气中焦距数值的: CA 2 倍B 3 倍C 4 倍D 1.5/1.333倍7. 光线由折射率为n 1的媒质入射到折射率为n 2的媒质，布儒斯特角i p 满足：DA ．sin i p = n 1 / n 2B 、sin i p = n 2 / n 1C 、tg i p = n 1 / n 2D 、tg i p = n 2 / n 18．用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M 1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AA 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DA 60mmB 60cmC 30mmD 30cm.10. 光电效应中的红限依赖于：BA 、入射光的强度B 、入射光的频率C 、金属的逸出功D 、入射光的颜色11. 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：BA 、有一凹陷的槽，深为4λB 、有一凹陷的槽，深为2λC 、有一凸起的埂，高为4λD 、有一凸起的埂，高为2λ12. 随着辐射黑体温度的升高，对应于最大单色光发射本领的波长将：AA 、向短波方向移动B 、向长波方向移动C 、先向短波方向，后向长短方向移动D 、先向长波方向，后向短波方向移动13．用单色光观察牛顿环，测得某一亮环直径为3mm ，在它外边第5个亮环直径为4.6mm ，用平凸透镜的凸面曲率半径为1.0m ，则此单色光的波长为A 5903 ÅB 6080 ÅC 7600 ÅD 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: CA 、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15． 仅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 4λ片，使其光轴与上述强度为最大的位置平行，通过检偏器观察时有一消光位置，这束光是： BA 、部分偏振光B 、椭园偏振光C 、线偏振光D 、园偏振光16．要使金属发生光电效应，则应：BA 、尽可能增大入射光的强度B 、选用波长较红限波长更短的光波为入射光C 、选用波长较红限波长更长的光波为入射光波D 、增加光照的时间；17.下列说法正确的是BA 、利用不同折射率的凸凹透镜相配，可以完全消除去球差和色差；B 、 近视眼需用凹透镜校正；C 、 扩大照相景深的方法是调大光圈；D 、 天文望远镜的作用是使遥远的星体成像在近处，使得人们能看清楚；18.将折射率n 1=1.50的有机玻璃浸没在油中。
而油的折射率为n 2=1.10。
则全反射临界角i c 为：DA 、 sin -1(1.10 / 1.50)B 、 1.10 / 1.50C 、 1.50 / 1.10D 、 sin -1(1.50 / 1.10)19.一透镜用n=1.50的玻璃制成，在空气中时焦距是10cm ，若此透镜泡在水中（水的折射率为1.33），焦距将是：Df1=K*n 空气/（n 玻璃-n 空气)(K 是有关曲面半径的函数）f2=K*n 水/（n 玻璃-n 水）f1：f2=（1/（1.5-1））/（（4/3）/（1.5-4/3））=2:8 f2=4*10cm=100cmA 、7.5cmB 、10cmC 、20cmD 、40cm20．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2 的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉， 若薄膜的厚度为e ，而且，n 1 >n 2 >n 3 ，则两束反射光在相遇点的相位差为： [ A ](A) 4πn 2 e /λ (B)2πn 2 e /λ (C)4πn 2 e /λ+ π (D)2πn 2 e /λ-π 21．把双缝干涉实验装置放在折射率为n 水中，两缝的距离为d 缝到屏的距离为D(D»d)所用单色光在真中的31n λ波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是A(A) λD/ (nd) (B) n λ D/ d (C) λd / (nD) (D) λD/(2n d)22．在迈克尔孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了D(A) 2 (n-1)d (B) 2nd (C) 2 (n-1)d + 0.5λ (D) nd (E) (n-1)d23．当单色平行光垂直入射时，观察单缝的夫琅和费衍射图样。
设I0表示中央极大（主极大）的光强，θ1表示中央亮条纹的半角宽度。
若只是把单缝的宽度增大为原来的3倍，其他条件不变，则A(A) I0增大为原来的9倍，sinθ1减小为原来的1/3(B) I0增大为原来的3倍，sinθ1 减小为原来的1/3(C) I0增大为原来的3倍，sinθ1 减小为原来的3(D) I0不变，sinθ1 减小为原来的1/324．在迈克尔孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是D（A）λ/2 (B) λ/(2n) (C) λ/n (D) λ/2(n-1)25．一平面衍射的光栅具有N条光缝，则中央零级干涉明条纹和一侧第一级干涉明纹之间将出现的暗条纹为C(A) N (B) N2(C) N –1 (D) N - 226．一束单色右旋圆偏振光垂直穿入二分之一波片后，其出射光为C（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27．平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且，n1 < n2 > n3 ，λ1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 C(A) 2πn2 e /( n1λ1) (B) 4πn1e /( n2λ1) +π(C) 4πn2 e /( n1λ1) +π(D) 4πn2 e /( n1λ1)28．用白光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色滤光片遮盖另一条缝，则D （A）纹的宽度将发生改变。
（B）产生红色和蓝色的两套彩色干涉条纹。
（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D(A) 1倍(B) N倍（C）2N倍(D) N2倍30. 下列物体哪个是绝对黑体：D（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31. 一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成，将此薄透镜放在折射率为4/3的水中。
则此透镜的焦距数值就变成原来在空气中焦距数值的: C(A) 2 倍(B) 3 倍(C) 4 倍(D) 1.5/1.333倍32．一透镜用用n=1.50cm的玻璃制成，在空气中时焦距是10cm，若此透镜泡在水中（水的折射率为4/3），焦距将是：DA、7.5cmB、10cmC、20cmD、40cm33．将折射率为n1=1.5的有机玻璃浸没在油中，而油的折射率为n2 = 1.10，则临界角i c为：AA、sin-1（1.50/1.10）B、1.10/1.50C、1.50/1.10D、cos-1（1.10/1.50）34．一透镜组由两个共轴的薄透镜组成，一凸一凹，它们的焦距都是20cm，中心相距10cm，现在凸透镜外离凸透镜30cm处，放一物体，这物体以透镜组所成的像是：CA、正立实像B、倒立实像C、正立虚像D、倒立虚像35．下列那些说法是正确的？A(A)一束圆偏振光垂直入通过四分之一波片后将成为线偏振光(B)一束椭圆偏振光垂直入通过二分之一波片后将成为线偏振光(C)一束圆偏振光垂直入通过二分之一波片将成为线偏振光(D)一束自然光垂直入通过四分之一波片后将成为线偏振光36． B 38． D 39． B 40． B 41．B 42． B36．一菲涅耳波带片包含16个半波带，外半径ρ16=32mm ，中央的第一个半波带的半径ρ1等于：BA 、16mmB 、8mmC 、4mmD 、2mm.38．根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的阵面为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D(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39．波长为λ的单色光垂直入射到光栅常数为d 、总缝数为N 的衍射光栅上。
则第k 级谱线的半角宽度∆θ(A) 与该谱线的衍射角θ无关B(B) 与光栅总缝数N 成反比(C) 与光栅常数d 成正比(D) 与入射光波长λ成反比40．如图，S 1、S 2 是两个相干光源，它门到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 2 ，折射率为n 1的介质板，路径S 2，P 垂直穿过厚度为t 2折射率为n 2条路径的光程差等于B（A ）（r 2+n 2t 2）－(r 1+n 1t 1) （B ）[r 2+(n 2－1)t 2－[r 1+(n 1－1)t 1 ] （C ）(r 2－n 2t 2)－(r 1－n 1t 1) （D ）n 2t 2－n 1t 141 B(A) 向中心收缩，条纹间隔变小。