光学试卷2

《光学》试题

4 页，五道大题，满分为100分，请考生仔细检查，以免漏答。

一、单项选择题（每小题2分，共10分）

1．波长为400nm和800nm的两条谱线的瑞利散射强度之比为：

（A）2 （B）16 （ C）4 （ D）32 ［］

2．全息照片记录的是

(A) 被拍照物体表面光波光强的分布．

(B) 拍照物体表面光波相位的分布．

(C) 物光与参考光的干涉图样．

(D) 被拍照物体的像．

(E) 被摄物体的倒立实像．［］

3．一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃,则：

(A)反射光束是垂直于入射面振动，而透射光束平行于入射面振动，并都为线偏光.

(B)反射光束是平行于入射面振动的线偏振光，而透射光束是部分偏振光.

(C)反射光束是垂直于入射面振动的线偏振光，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.

［］

4．在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹

(A)宽度变小.

(B) 宽度变大.

(C) 宽度不变，且中心强度也不变.

(D) 宽度不变，但中心强度变小．［］

5．仅用一个偏振片观察一束单色光时，发现出射光存在强度为最大的位置（标出此方向MN），但无消光位置．在偏振片前放置一块四分之一波片，且使波片的光轴与标出的方向MN平行，这时旋转偏振片，观察到有消光位置，则这束单色光是

(A) 线偏振光．(B) 椭圆偏振光．

(C) 圆偏振光. （D）自然光.

二、填空题（每小题3分，共24分） 1．

能量为2电子伏特的光子频率为 。

（e=1.6³10-19

C ，Js h 34

10

63.6-⨯=）

2.

一束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2π，问光程改变了_______________________。 ３．

光栅衍射中，欲使双缝夫琅禾费衍射的中央峰内恰好含有11条干涉条纹，则缝宽和缝间距需要满足什么条件______________________。 ４．

用波长λ=632.8nm 的光源照明迈克耳孙干涉仪测量长度时，发现一镜移动一段距离后，干涉条纹移动2000条，这段距离为______________mm 。 ５．

如图所示的劈形薄膜，当上表面BB’平行地向上移动时，条纹将向 移动。

6．

用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜,各部分折射率的关系是n 1＜n 2＜n 3．观察反射光的干涉条纹，从劈形膜尖开始向右数第5条明条纹中心所对应的厚度e ＝____________________． 7．

一束单色线偏振光沿光轴方向通过厚度为l 的旋光晶体后，若旋光晶体对该

光的旋光率为α，则线偏振光的振动面发生，旋转的角度的表示式为_________． 8.

激光器的基本结构包括三部分，即________________、______________和

__________________．

8小题，共56分）

6分)

若空气中一均匀球形透明体能将平行光束会聚于其背面的顶点上，此透明体的折射率应等于多少？

6分)

用波长为632.8nm的激光束测量单缝宽度，若测得中心附近两侧第五个极小间的距离为6.3cm，缝与屏的距离为5m，试求缝宽？

6分)

用K9玻璃（n=1.5136）制成He-Ne激光腔上的布儒斯特片。问窗片的法线与激光轴夹角应为多大？

6分)

杨氏干涉的应用之一是测气体的折射率，其原理性结构如下图所示。

在S 1后面放置长度为l 的透明容器，当待测气体注入容器而将空气排出的过程中，接收屏上的干涉条纹就会移动。由干涉条纹移动的数目可以推知待测气体的折射率。设待测气体的折射率为n x ，且大于空气的折射率n 0。如果充入的气体为氯气，l =2.0cm ，条纹移动的数目Δm =20，光波波长λ=589.3nm ，空气的折射率n =1.000276，问（1）干涉条纹如何移动？（2）待测氯气的折射率是多少？

8分)

在两个正交偏振片之间插入第三个偏振片，自然光依次通过三个偏振片。求：

（1）当最后透过的光强为入射光强的81

时，插入偏振片的方位角；

（2）为使最后透过的光强为零，插入的偏振片应如何放置？

（3）能否找到插入偏振片的合适方位，使最后透过的光强为入射自然光强的21

？

6．(本题8分)

一块平面透射光栅，在1mm 内有500条狭缝，现对钠光谱(μm 5893.0=λ)进行观察。试求：

当光束垂直入射到光栅上时，最多能看到几级光谱？（2）当光束以30°角入射时，情况如何？

7．(本题8分)

光电管的阴极用逸出功为A = 2.2 eV 的金属制成，今用一单色光照射此光电管，阴极发射出光电子，测得遏止电势差为| U a | = 5.0 V ，试求：

(1) 光电管阴极金属的光电效应红限波长； (2) 入射光波长．

（普朗克常量h = 6.63³10-34 J ²s ， 基本电荷e = 1.6³10-19 C ）

8．(本题8分)

在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3 mm ，若视觉感受最灵敏的光波长为550 nm (1 nm = 10-9 m)，试问： (1) 人眼最小分辨角是多大？

(2) 在教室的黑板上，画的等号的两横线相距2 mm ，坐在距黑板10 m 处的同学能否看清？（要有计算过程）

(本题5分)

一束平行的自然光从空气中垂直入射到方解石上，方解石（负晶体）的光轴在纸面内，方向如图所示，试用惠更斯作图法示意地画出方解石中折射线的方向，并标明o 光和e 光及其光矢量振动方向．