中山大学2006年现代光学导论试题

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2006信息光学试卷

河北大学课程考核试卷（2005 — 2006学年第2学期）考核科目信息光学课程类别必修课考核方式闭卷卷别 A一、填充题：（共20分，每小题4分）1、在非相干光学系统中，对光波强度分布而言，光学系统是线性空不变系统，对光波的复振幅而言，光学系统是非线性系统。

2、衍射受限成像系统是指不考虑几何像差，而仅考虑光瞳产生的衍射限制。

3、透镜实现傅立叶变换的条件为：1/p+1/q=1/f ，其中p 是照明光源到透镜距离，q是观察屏到透镜的距离。

4、按记录时物光和参考光位置分类，光学全息分为同轴全息和离轴全息。

5、在相干光学处理中实现图像相减分为：复振幅相减、强度相减，时实和非时实相减。

在强度相减中是采用空域编码和频域解码的方法二、选择题：（共20分，每小题4分）1、一单位振幅的单色平面波，波矢Ｋ与x 轴夹角为45°,与y 轴夹角为45°，其复振幅在x, y 方向的空间频率为a. ζη=b. ζ=22，η= 22c. ζ=22π，η=22π 2、一个衍射屏的振幅透过率函数为 t(r)=A cos(ar 2) circ(r/r 0)，在成像和傅立叶变换性质上类似透镜，其焦距表达式a. f=∞b. f=π/λac. f=±π/λa3．白光通过干涉滤光片后，获得了波长宽度为1nm 的准单色光，当中心波长为600nm 时，若把光谱分布看作矩形线型，其相干时间为 a.τc = 0.36s b. τc =2×10-14s c. τc =1.2×10-12s4．利用一个焦距为f 的薄透镜对物函数进行傅立叶变换。

当采用单位振幅的相干平行光垂直照明物函数，欲在透镜的后焦面得到物的准确傅立叶频谱，物应放在。

a.透镜前焦面b.透镜前c.透镜后5．利用4F 相干光学信息处理系统，来实现图像S(x.，y)的识别。

其匹配空间滤波器应选择a. H(ζη)＝S(ζη),b. H(ζη)＝S*(ζη)c. H(ζη)＝1/S(x.，y) 三、问题与分析（共15分，每小题5分）1、什么是点扩展函数，给出透镜的点扩展函数表达式。

大学物理光学试题及答案!（考试必过）

大学物理光学试题及答案!（考试必过）光从光疏介质射入光密介质，在光密介质中A 光的传播速率变大；B 折射角比入射角大；C 光的振动频率变快；D 光的波长变小。

下面有几种说法，正确的说法是A 有相同的振幅就有相同的光强；B 振幅较大者,其光强较大；C 二光波分别在水中，空气中传播，其振幅相等，但光强不等，空气中的较强；D 二光波分别在水中，空气中传播，其振幅相等，但光强不等，水中的较强。

光在真空中传播速率与A 波长有关；B 频率有关；C 光源的速率有关；D 观察者的速率有关；E 与上述各因素均无关。

波长为550nm 的黄光，从空气射入水中，在水中给人眼的色感为A 青蓝色；B 红色；C 黄色；D 不能判定。

空气中振幅为A的光强是水中(折射率为34)振幅也为A的光强的倍数为A 1；B34；C43；D916；E169。

一束白光从空气射入玻璃，当光在玻璃中传播时，下列说法正确的是：A 紫光的速率比红光小；B 红光的频率比紫光大；C 在玻璃中红光的偏向角比紫光小；D 不同色光在玻璃中的波长与各自在真空中波长的比值也不同。

可见光的波长范围在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿之间相应的频率范围是＿＿＿＿＿＿＿＿＿Hz。

真空中波长为l 的单色光射入折射率为n 的介质中，该光在这介质中的频率为＿＿＿＿＿＿，波长为＿＿＿＿＿，光速为＿＿＿＿＿。

太阳与地球之间的距离为km 8 10 5 . 1 ? ，光由太阳到达地球所需要的时间为____________________秒。

1050 钠黄光的频率为Hz 14 10 1 . 5 ? ,它以0 45 入射角由空气射入玻璃后，折射角为1050 0 30 ，问该光在玻璃中的传播速率和波长各为多少？相对空气中的波长改变了1050 多少？在下列几种说法中,正确的说法是：A 相等光程的几何距离必然相等；B 光行进相同的光程,经历的时间必然相等；C 几何距离大的,其光程必然较大；D 相同的光程必然有相同的对应的真空距离。

光学工程导论-课后习题答案

光学工程导论习题集第一章几何光学基础1、何谓几何光学？工程光学为什么以几何光学为基础？答：几何光学就是用几何学的概念(点、线、面等)来描述光学现象。

几何光学是为了适应工程技术的需要而对光的性质的近似描述。

这种近似又恰恰能满足工程技术的基本要求。

因此工程光学以几何光学为基础。

2、可见光的波段范围是什么？就你所知，现代光学工程研究的波段范围又是什么？答：可见光的波段范围：400~ 760nm ；现代光学工程研究的波段范围是从远红外到伽马射线(10−14~10−3m)。

3、几何光学的基本定律主要有哪些？为什么说反射定律是折射定律的特例？答：光的直线传播定律，折射和反射定律，可逆性，互不干扰定律，费马原理等。

对于折射定律1122sin sin n I n I =，设n 2 = −n 1，则I 2 = −I 1，即反射定律。

所以说反射定律是折射定律的特例。

4、分别举出几个表现光的波动性、粒子性的例子。

答：光的波动性：光的反射、折射、干涉、衍射、偏振等；光的粒子性：光的发射、吸收、荧光、光电效应、光的受激发射等。

5、某人通过放在特定位置的反射镜窥视另一个人，他以为那个人看不见他，可那个人一下子就发现了他，这是为什么？答：在几何光学中，光的可逆性。

6、针孔照相原理是什么？画图说明之。

答：针孔照相的原理：光的直线传播（图略）。

7、水池底部有一块石头，一个人在与水平面成60o 下观察它，估计它与水面的垂直距离为0.5m ，该水池的实际深度大约是多少？答：由题意可知，i = 30o ，n =1，n ' = 1.333 根据折射定律：n sin i = n 'sin i '，1/2 1.333sin 'i =，sin '2.666i ，i ' = 22.03o ，tan i ' = 0.405设水池的实际深度为h ，如图所示：0.5tan tan 'i h i =，0.405)0.7m h =⨯=。

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历届大学物理光学试题解答

10、圆柱形均匀透明体的底面下平放着一枚小硬币, 两者间有微小间隙, 且硬币厚度可忽略, 设周围都是空气, 若通过透明体侧壁看不到硬币, 求:透明体折射率的取值范围是多少? n 解: 90 2 2 sin 1 n sin 2 n 1 cos 2 2 侧壁上发生全反射的条件:
解: (1)设N , d 分别为光栅缝数和光栅常数
则所求宽度为 L Nd
先求缝数N : R kN N k
再求光栅常数d :即求干涉条纹的间距设AB为干涉条纹的间距, 则 A、B两点的光程差之差:
30° C A
0

d Δ AB sin d sin30 2
2 n
r r R 5
2 m
r 5r n 2 2 R rm rn
2 n 2 m
2 n
2 n
e
rm 1 rn 4 ( n 4) R ( r 4r ) / 5
r rm rm1 0.1310 [m]
3
解法二:
r kR 两边取微分:
再由②得
n1r42 R 20[m] 0.9
6、如图的光路中, PO是薄凸透镜的主光轴, A是焦平面上与中心点O相隔小距离x的一点, 求自P点发出经透镜折射分别至A的光线的光程与至O的光线的光程之差(用a, f, x表示)
P

x
a＞f f
A
P
O
v f
v
解: 由点光源到其象点的各光线的光程都相等,得
1 x f 当x＜＜v f 时 (a f ) 2 f a f
2
2
7、波长为的两个相干的单色平行光束1、2,分别以图示的入射角 , 入射在屏幕面MN上; 求:屏幕上干涉条纹的间距? 1 2

例析2006年高考题中的光学问题_百度文库

例析2006年高考题中的光学问题光学是物理学的一个重要分支，在实际的生与生活中有广泛应用。

光学问题虽然在高考试题的比重不大，但几乎年年都有涉及，不可忽视。

其光的反射定律与折射定律、棱镜的色散以及全反出现的几率较高。

光的本性部分与近代物理学的展有着紧密的联系，且涉及较多物理学的重要验，比如光的干涉与衍射、光电效应等。

近年来，光本性部分在高考命题中有分量加重的趋势。

下面对2006年高考题中的光学问题进行一简单的分类例析。

1 光的反射与折射例1（天津卷第15题）空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图1所示。

方框内有两个折射率n＝1．5的玻璃全反射棱镜。

图2给出了两棱镜四种放置式的示意图，其中能产生图1效果的是（）分析与解：光线首先直接进入玻璃棱镜，不发生偏转，然后以45°入射角到玻璃与空气的交界面，由于sin45°>，所以发生全反射。

我们可以作出图3所示的光路图，由此可判断B为正确答案。

例2（广东卷第7题）两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了图4所示的折射现象（A>B）。

下列结论中正确的是（）A．光束b的频率比光束a低B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大分析与解：由知b的折射率较大，则b的频率较大，在同种介质中传播速度较小，对同种介质的临界角较小。

所以选项C正确。

有些考生弄不清光的折射率、频率、光速、临界角的对应关系，从而得出错误的答案。

例3（北京卷第16题）水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为（）A．2htan（arcsin）B．2htan（arcsinn）C．2htan（arccos）D．2hcot（arccosn）分析与解：光从水中进入空气中，当入射角大于临界角时发生全反射。

现代光学基础试卷及答案

现代光学基础试卷及答案东南大学考试卷（A 卷）课程名称现代光学基础考试学期 10-11-2 得分适用专业考试形式闭卷考试时间长度 120分钟一、选择和填空题(共18题,共36分, 每题二分)、1. 将折射率为1.50的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为1.10，试问光线从有机玻璃射向有机玻璃与油的界面时全反射临界角是（ A ）A、arcsin(1.10/1.50)；B、1.10/1.50；C、arctan(1.10/1.50)；D、arccos(1.10/1.50)；E、arctan(1.50/1.10)。

2. 杨氏实验装置中，光源的波长为600nm，两狭缝的间距为2mm，试问在离缝300cm处的光屏上观察到干涉花样的间距是多少毫米（ B ）A、4.5mm；B、0.9mm；C、3.1mm；D、4.1mm；E、5.2mm。

3．在下列光的实验中，正确的说法是：（ A ）A、法布里-珀罗干涉仪是多光束干涉仪；B、迈克耳逊干涉仪是分波面干涉仪；C、夫琅禾费衍射是一种近场衍射；D、杨氏双缝干涉是分振幅干涉仪。

4. 一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜左边12cm处，将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一个透镜右侧30 cm处，最后成像的性质是：（ E ）A、倒立的实像；B、放大的虚像；C、放大的实像；D、缩小的虚像；E、成像于无穷远处。

5. 假定汽车车灯的波长是500nm的绿光，汽车两个前车灯的间距为1.22m，人眼在夜间的瞳孔直径D＝5mm，考虑光波衍射所产生的影响，人眼能区分两只汽车前灯的最大距离是多少公里（ C ）？A、1km；B、3km；C、10km；D、30km；E、100km。

6. 对于理想光具组基点和基面的描述，以下说法错误的是（ B ）A. 主点是一对共轭点；B. 焦点是一对共轭点；C. 节点是一对共轭点；D. 两主平面上的任一对等高点共轭。

7.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d的透明介质片，放入后两光路的光程差改变量为：（ A ）A、2(n-1)d；B、2nd；C、nd；D、(n-1)d。

中山大学858光学考研真题及答案

关于考研，2015你下定决心了吗？做好准备迎接它的到来了吗？愿意花上一年甚至更多的时间全心投入到这场艰苦的战役中了吗？也许你还在犹豫、也许你陷入迷茫，但千万不要让时间犹豫、迷茫中溜走。

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4.“最具时效性”：本资料会根据最新的招生简章和目录、最新的参考书目和考试大纲对资料进行及时调整、更新，让弘毅胜卷臻于完善！提醒：为保证产品质量，我们在反盗版技术上投入了很大人力物力，首先在阅读体验上远远超越盗版资料（加了水印和红白页，复印基本看不清楚），同时弘毅考研每年均根据当年最新考试要求进行改版升级并提供超值的售后服务，并将后续重要资料分期发送，盗版将丢失这些重要资料，请考生务必谨慎辨别，不要为了省一点小钱购买其他机构或个人销售的盗版材料而耽误备考，甚至影响前途的大事情。

2006大学物理期末试卷A及答案(热学光学近代)

一．选择题（每题3分, 共30分）4. 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．［］5. 使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是(A)21I 0 cos 2α ． (B) 0． (C) 41I 0sin 2(2α)． (D) 41I 0 sin 2α ．(E) I 0 cos 4α ．［］6. 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是(A) 35.3°(B) 40.9° (C) 45° (D) 54.7°(E) 57.3°［］7. 宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过∆t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速) (A) c ·∆t (B) v ·∆t(C)2)/(1c t c v -⋅∆ (D) 2)/(1c t c v -⋅⋅∆［］8. 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？［］x (A)x (B)x (C)x(D)10. 激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良特性？(A) 亮度高．(B) 方向性好．(C) 相干性好．(D) 抗电磁干扰能力强．［］二．填空题（每题3分, 共30分）3. 用λ＝600 nm的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第４个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为_______________________μm．(1 nm=10-9 m)4. 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____________ 个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是___________________纹．5. 用波长为λ的单色平行红光垂直照射在光栅常数d=2μm (1μm=10-6 m)的光栅上，用焦距f =0.500 m的透镜将光聚在屏上，测得第一级谱线与透镜主焦点的距离l=0.1667m．则可知该入射的红光波长λ=_________________nm．(1 nm =10-9 m)6. 在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的___________相等，这一方向称为晶体的光轴．只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体．7. 一观察者测得一沿米尺长度方向匀速运动着的米尺的长度为0.5 m．则此米尺以速度v＝__________________________m·s-1接近观察者．8. α粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的5倍时，其动能为静止能量的_____倍．9. 玻尔氢原子理论中，电子轨道角动量最小值为____________；而量子力学理论中，电子轨道角动量最小值为____________．实验证明____________理论的结果是正确的．10. 根据泡利不相容原理，在主量子数n = 4的电子壳层上最多可能有的电子数为___________个．三．计算题（每题10分, 共40分）2. 用每毫米300条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱．已知红谱线波长λR在0.63─0.76μm范围内，蓝谱线波长λB在0.43─0.49 μm范围内．当光垂直入射到光栅时，发现在衍射角为24.46°处，红蓝两谱线同时出现．在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现？3. 用波长λ0 =1 Å的光子做康普顿实验． (1) 散射角φ＝90°的康普顿散射波长是多少？ (2) 反冲电子获得的动能有多大？(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，电子静止质量m e =9.11×10-31 kg)4. 求出实物粒子德布罗意波长与粒子动能E K 和静止质量m 0的关系，并得出： E K << m 0c 2时， K E m h 02/≈λ；E K >> m 0c 2时， K E hc /≈λ．06-07学年第1学期基础物理学(2)期末试卷A 卷参考答案一．选择题（每题3分, 共30分）1.[B]2.[D]3.[A]4.[B]5.[C]6.[D]7.[A]8.[A]9.[B] 10.[C]二．填空题（每题3分, 共30分） 1. 23kT 1分 25kT 1分 25MRT /M mol 1分 2. BM 、CM 各1分 CM 1分3. 1.2 3分4. 6 2分第一级明(只填“明”也可以) 1分5. 632.6 或 633 3分6. 传播速度 2分单轴 1分7. 2.60×108 3分8. 4 3分 9. h / (2π)；0；量子力学各1分 10. 32 3分三．计算题（每题10分, 共40分）2. 解： ∵ a +b = (1 / 300) mm =3.33 μm 1分(a + b ) sin ψ =k λ 1分 ∴ k λ= (a + b ) sin24.46°= 1.38 μm ∵ λR =0.63─0.76 μm ；λB ＝0.43─0.49 μm对于红光，取k =2 , 则 λR =0.69 μm 2分对于蓝光，取k =3, 则 λB =0.46 μm 2分红光最大级次 k max = (a + b ) / λR =4.8, 2分取k max =4则红光的第4级与蓝光的第6级还会重合．设重合处的衍射角为ψ' , 则()828.0/4sin =+='b a R λψ∴ ψ'=55.9° 2分3. 解：(1) 康普顿散射光子波长改变：=-=∆)cos 1)((φλc hm e 0.024×10-10 m=+=∆λλλ0 1.024×10-10 m 5分(2) 设反冲电子获得动能2)(c m m E e K -=，根据能量守恒： K e E h c m m h h +=-+=ννν20)( 即 K E hc hc ++=∆)]/([/00λλλ故 )](/[00λλλλ∆∆+=hc E K =4.66×10-17 J =291 eV 5分4. 解：由 202c m mc E K -=20220])/(1/[c m c c m --=v 2分解出： 220/)(c c m E m K += 1分 )/(220202c m E c m E E c K K K ++=v 1分根据德布罗意波：)/(/v m h p h ==λ 2分把上面m ，v 代入得：2022cm E E hc K K+=λ 2分当 20c m E K << 时，上式分母中，2022c m E E K K <<，2K E 可略去．得202/c m E hc K =λ02/m E h K ≈ 1分当 20c m E K >> 时，上式分母中，2022c m E E K K >>，202c m E K 可略去．得K E hc /≈λ 1分。

光学期末试题.

第一章习题一、填空题：1001．光的相干条件为、和。

1015.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_____________。

1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于_________和_________的乘积。

1089. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光同时传播到p 点，两振动的相位差为ΔΦ。

则p 点的光强I ＝__________________。

1090. 强度分别为1I 和2I 的两相干光波迭加后的最大光强max I =_____________。

1091. 强度分别为I 1和I 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =_____________。

1092. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最大光强max I =_____________。

1093. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =_____________。

1094. 两束相干光迭加时，光程差为λ/2时，相位差 =_____________。

1095. 两相干光波在考察点产生相消干涉的条件是光程差为半波长的_______倍，相位差为π的_________倍。

1096. 两相干光波在考察点产生相长干涉的条件是光程差为波长的_______倍，相位差为π的_________倍。

1097. 两相干光的振幅分别为A 1和A 2，则干涉条纹的可见度v=____________。

1098. 两相干光的强度分别为I 1和I 2，则干涉条纹的可见度v=____________。

1099.两相干光的振幅分别为A 1和A 2，当它们的振幅都增大一倍时，干涉条纹的可见度为_____________。

1100. 两相干光的强度分别为I 1和I 2，当它们的强度都增大一倍时，干涉条纹的可见度_____________。

现代光学基础考卷2006A

东南大学考试卷（A卷）Array课程名称现代光学基础考试学期06-07-2 得分适用专业考试形式考试时间长度分钟一选择和填空题(共18题,共36分, 每题二分,)1. 在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中( ). （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，走过的光程不相等2.两相干光的振幅分别为A1和2A1，它们的振幅都减半时，干涉条纹的可见度为( )。

A，减小一半；B，减为1/4；C，不变；D，增加一倍3. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的。

若其中一缝的宽度略变窄，则( )（Ａ）干涉条纹的间距变宽．（Ｂ）干涉条纹的间距变窄．（Ｃ）干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零．（Ｄ）不再发生干涉现象．4 增透膜是用氟化镁（n=1.38）镀在玻璃（n玻璃=1.5）表面形成的，当波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的增透膜表面时，膜的最小厚度应为( ). A，λ/2；B，λ/4；C，λ/2n；D，λ/4n5.自然光以60o的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知( ).（Ａ）折射光为线偏振光，折射角为30o（Ｂ）折射光为部分偏振光，折射角为30o．（Ｃ）折射光为线偏振光，折射角不能确定．（Ｄ）折射光为部分偏振光，折射角不能确定．6. 在菲涅耳圆孔衍射中，对轴线上P点圆孔只能露出5个菲涅耳半波带，设每个半波带对P点的振幅贡献均为a，则P点的合振幅为( ).A，0；B，a；C，3a；D，5a7. 用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则( )（Ａ）干涉条纹的宽度将发生改变。

（Ｂ）产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹．（Ｃ）干涉条纹的亮度将发生改变．（Ｄ）不产生干涉条纹．共9 页第1 页8. 通过一个厚玻璃观察一个发光点，看到发光点的位置( ).A，移近了； B，移远了； C，不变； D，不能确定9. 用波长为624nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽为0.012mm，不透明部分为0.029mm，缝数为103条，则单缝衍射图样中央宽度内能看到的条纹数为( )A，5；B，7；C，6；D，910.一偏振片P2放在正交偏振片P1和P3之间,它的偏振化方向与P1 的偏振化方向成30o角，自然光通过三个偏振片后，强度减为原来的( )。

2006年大学物理光量试卷(108A)

2006年大学物理（波动光学、近代物理）期末考试试卷(108A)2006.1.13班级_________姓名_________学号___________得分__________注意：（1）试卷共三张。

（2）填空题空白处若写上关键式子，可参考给分。

计算题要列出必要的方程和解题的关键步骤。

（3）普朗克常数h =6.63×10-34 J ·s ；电子的静止质量m e =9.11×10-31㎏；基本电荷e =1.60×10-19 C (4)不要将订书钉拆掉。

(5)第4页是草稿纸。

一、选择题（每小题3分，共8题24分）1、如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 2πn 2e / ( n 1 λ1)． (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π． (C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π． (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1)．选选：____________2、光栅衍射中主极大的光强I 和光栅总缝数N 的关系为：(A)正比于N ； (B)反比于N ； (C) 正比于N 2； (D) 反比于N 2.选：____________3、如图，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．选：____________4、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． (C) 间隔不变，向棱边方向平移．(D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移．选：____________5、仅用一个偏振片观察一束单色光时，发现出射光存在两明两暗现象，则这束单色光是 (A) 线偏振光； (B) 自然光(C)自然光与线偏振光混合； (D) 不确定．选：____________n 1 3λ16、把表面洁净的紫铜块、黑铁块和铝块放入同一恒温炉膛中达到热平衡．炉中这三块金属对红光的辐出度（单色辐射本领）和吸收比（单色吸收率）之比依次用M 1 / a 1、M 2 / a 2和M 3 / a 3表示，则有 (A)11a M > 22a M > 33a M ． (B) 22a M > 11a M > 33a M ． (C)33a M > 22a M > 11a M ． (D) 11a M = 22a M = 33a M ．选：____________7、在均匀磁场B 内放置一极薄的金属片，其红限波长为λ0．今用单色光照射，发现有电子放出，有些放出的电子(质量为m ，电荷的绝对值为e )在垂直于磁场的平面内作半径为R 的圆周运动，那末此照射光光子的能量是：(A) 0λhc ． (B) 0λhcm eRB 2)(2+ ．(C)λhcm eRB +． (D)λhceRB 2+．选：____________8、根据量子力学原理，氢原子中，电子绕核运动的动量矩L 和电子自旋角动量的最小值为(A) 0，23； (B) ， 23； (C) 0，0； (D) 2，23. 选：____________二、填空题（共36分） 1、（本小题3分）用波长为λ的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置，观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环．若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d 的移动过程中，移过视场中某固定观察点的条纹数目等于_______________．2、（本小题4分）要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过________块理想偏振片．在此情况下，透射光强最大是原来光强的___________倍．3、（本小题4分）当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时，就偏振状态来说反射光为____________________光，其振动方向__________于入射面．4、（本小题4分）用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为λ1=440 nm 的第3级光谱线将与波长为λ2=________nm 的第2级光谱线重叠．5、（本小题4分）一会聚透镜，直径为 3 cm ，焦距为20 cm ．照射光波长550 nm ．为了可以分辨，两个远处的点状物体对透镜中心的张角必须不小于_________rad ．这时在透镜焦平面上两个衍射图样的中心间的距离不小于_________________ μm ．6、（本小题2分）X 射线入射到晶格常数为d 的晶体中，可能发生布喇格衍射的最大波长为______________________．7、（本小题4分）测量星球表面温度的方法之一，是把星球看作绝对黑体而测定其最大单色辐出度的波长λm ，现测得太阳的λm 1 = 0.55 μm ，北极星的λm 2 = 0.35 μm ，则太阳表面温度T 1与北极星表面温度T 2之比T 1:T 2 =__________________________．8、（本小题4分）在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|U a |与入射光频率ν的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率0ν=___________Hz ；逸出功A =____________eV ． 9、（本小题3分）玻尔的氢原子理论的三个基本假设是：(1)______________________________________________________________________ ； (2)______________________________________________________________________ ； (3) ______________________________________________________________________ ； 10、（本小题4分）α粒子在磁感应强度为B = 0.025 T 的均匀磁场中沿半径为R =0.83 cm 的圆形轨道运动．则其德布罗意波长为：______________. （ α粒子的带电量为2e ）|1014 Hz)-三：计算题（共40分）1、（本题8分）一束由自然光和线偏振光混合的光垂直通过一块偏振片时，透射光的强度取决于偏振片的取向，已知最大光强是最小光强的4倍，求入射光束中两种光的强度与入射光总强度的比值各为多少？2、（本题10分）将一束波长λ = 589 nm的平行钠光垂直入射在1 厘米内有5000条刻痕的平面衍射光栅上，光栅的透光缝宽度a与其间距b相等，求：(1) 光线垂直入射时，能看到几条谱线？是哪几级？(2) 若光线以与光栅平面法线的夹角θ= 30°的方向入射时，能看到几条谱线？是哪几级？3、（本题8分）试导出康普顿散射中波长的改变量为：)cos 1(0θλλλ∆-=-'=cm h（其中：λ'为散射光子的波长，λ为入射光子的波长，h 为普朗克常数，0m 为电子的静止质量，c 为光速，θ为散射光与入射的夹角，质速关系为：2201c v m m -=）.4、（本题8分）已知粒子处于宽度为a 的一维无限深方势阱中运动的波函数为 axn a x n π=sin2)(ψ ， n = 1, 2, 3, … 试计算n = 1时，在 x 1 = a /4 →x 2 = 3a /4 区间找到粒子的概率．5、（本题6分）当氢原子处于1,2==l n 的激发态时，则该激发态的电子总能量E 约为多少？电子轨道角动量的可能取值L ？电子轨道角动量的空间可能取向θ？电子自旋角动量的可能取值S ？（氢原子基态能量为eV 6.13-）。

现代光学基础考试复习题及详解

“现代光学基础”12年复习提要1. 说明可见光波段范围。

380nm~760nm2. 已知真空中三个可见光波长分别是λ1=400nm ，λ2=500nm ，λ3=700nm ，a) 计算这三种光波的时间频率f 1，f 2，f 3。

b) 当它们在折射率为1.33的水中传播时，其波长各为多少？其光速是多少？（忽略色散） c) 当它们在折射率为1.58的玻璃中传播时，其波长各为多少？其光速是多少？（忽略色散）a)8141913107.51040010cf Hz λ-⨯===⨯⨯ 81429231061050010c f Hz λ-⨯===⨯⨯ 814393310 4.2861070010c f Hz λ-⨯==≈⨯⨯ b) 91140010'3011.33nm n λλ-⨯==≈ 92250010'3761.33nm n λλ-⨯==≈ 93370010'5261.33nm n λλ-⨯==≈ 88310 2.2610/1.33c v m s n ⨯==≈⨯c) 91140010''253' 1.58nm n λλ-⨯==≈ 92250010''316' 1.58nm n λλ-⨯==≈ 93370010''443' 1.58nm n λλ-⨯==≈ 88310' 1.9010/' 1.58c v m s n ⨯==≈⨯ 3. 写出球面波的复振幅表示式，注意发散和会聚球面波的差异。

设观察点P 离开光源的距离为r ，发散球面波复振幅：0()jkra U P e r=r =会聚球面波复振幅：0()jkra U P e r-=4. 写出无源均匀介质的时域和频域形式的波动方程，比较两者的差异，说明波动方程的物理意义（空间、时间、影响传播速度的因素）。

时域波动方程：2220E E t εμ∂∇-=∂ 2220H H t εμ∂∇-=∂ 时域波动方程通过代换：222tω∂→-∂ 频域波动方程： 22200E K n E ∇+= 22200H K n H ∇+= 其中波矢量2000K w με=n =对比振动波动方程：2222210y yx v t∂∂-=∂∂ 可以看出自由空间中交变电磁场的运动和变化具有波动形式，而形成电磁波，其传播速度：电磁波在介质中传播速度v =（是介质磁导率和介电常数的函数，即传播速度受介质的影响）在真空中传播速度为c =接近光速，推测光就是一种电磁波。

现代光学导论第三次

极限 0.43Cs1/43/4 最佳 1.41( / Cs )1/4
无重原子的薄样品， Scherzer最佳欠焦量条件下“直观像”
理论 0.66Cs1/ 4 3/ 4
最佳 1.3( / Cs )1/4
物镜球差系数1.38mm，最佳角8.49mrad。像差系数分清物方和像方
34
当速度u与光速c可比时为:
55
肖特基热发射阴极（单晶六硼化镧或者ZrO/W) 为小于1μm，冷场发射阴极小于100nm，热场
发射阴极在100nm到1μm之间
第1种
冷场 (Cold Field Emission ,CFE)
第2种
热发射
第3种
肖特基
(Thermal Field Emission ,TF)
(Schottky Emission ,SE)
56
电子枪与灯丝
钨灯丝
六硼化镧灯丝
场发射灯丝
57
二、电子枪工作参数
束流密度亮度发散角交叉斑直径寿命
58
束流密度
单位时间单位面积内的通过的电荷量称为束流密度。
j nev
n——电子数目； e——电子电荷量； v——电子的运动速度；
59
亮度
电子枪发射的每单位立体角的电流密度称为亮度。
亮度的理论值为：
影响亮度的因素：偏压灯丝温度结构
j • eV0 kT
60
热发射电子枪
球差系数
理论点分辨率
优化目标分辨率
9926. 633.02 1700 mm
634.758 632.9 1.8023 809.49 96.56 1.25 2mm 558 mm 47mm 5× mm
mm

光学实验网络教学系统的设计与实现

点突出，以提高对学生的吸引力和感染力，使学生在学习过程中既容易理解又印象深刻。
从应用角度出发按照角色设计原则，系统将用户分为教师、学生、管理员、普通游客四类，用户登录时根据权限的不同进入相应的模块。除了普通游客外，其它三类用户登录时
收稿日期：２００２０５— ９— ９
其学习的兴趣。
（搭建交流平台。促进师生交流三）
学生在预习、实验和完成实验报告的过程中都可能会有这样或那样的问题需要同教师或其他
同学交流，系统以聊天室的形式提供了一个答疑讨论室，在师生之间提供实时交流平台。此外，学生和普通游客都可以在留言簿上签写留言，发表自己的意见与建议，如图３所示。这样不仅本
・
３２・
维普资讯
资源，包括最新实验技术、有趣的光学现象、物
理学史以及科学家传记等等，例如在迈克尔逊干涉仪实验中，将介绍迈克尔逊干涉仪的发明背景和不断改进的历程，及其在现代测量技术中的应
用。这既可以拓宽学生的视野，又能有效地激发
验网络教学系统，实现教育信息化，突破传统实验教学方法所受到的时间性、空间性的制约，
对促进实验教学内容与方法的改革具有一定的意义。文中重点介绍了该系统的结构、功能模
块以及主要特色。
关键词：光学实验；网络教学；动态网页
中图分类号：４４文献标识码：文章编号：１７７２（０）２０１４Ｇ３Ａ０ — ９２６０－３－０１０００
受到的时间性、空间性的制约，对促进实验教学内容与方法的改革具有重要的意义。大学
物理实验教学通常有课前预习、课堂实验和课后完成实验报告三个主要环节。传统实验教学方式下，由于缺乏有效的测评监督机制，实验预习往往流于形式，无法保证课堂实验教学效果。为了改善这一薄弱环节，同时为大学物理实验开放式实验教学做好平台支持，笔者结合网络技术和数据库技术，建立了光学实验网络教学系统，既方便学生的学习与交流，又有效地保证了学生的课前预习效果。

现代光学导论第四次

灯丝高度过低时灯丝像
合轴后的灯丝像
栅格样品像
栅格样品像
3.4 实验验证
实验平台
3.4 实验验证
实验方法
高放大倍率光斑
标定
放大倍数
低放大倍率光斑
记录
光斑大小
实际激励电流值
电子枪
聚光镜
物镜
样品 A 中间象 B＇
投影镜
3.2成像系统仿真与调试
物镜
第一中间镜
B
A＇
第二中间镜
投影镜
最终像
A〞
B〞
TEM 模式
3.2.6 仿真结果：
加速电压
200kV 衍射模式
相机长度(cm)
10 25 35 60 86 165
物镜
11838.5565 11838.5565 11838.5565 11838.5565 11838.5565 11838.5565
第一中间镜
2313.518 2052.98 1999.296 1942.40 1922.506 1897.259
物镜
0 0 2.201 2.201 2.166 2.168 2.133 2.133 2.121 2.134 2.134 2.134 2.134 2.134
第一中间镜
0.421 0.516 0.324 0.325 0.331 0.337 0.355 0.406 0.492 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77
第二中间镜
1311.893 1653.216 1859.093 2325.025 2660.93 3527.781
投影镜
4105.2680 4105.2680 4105.2680 4105.2680 4105.2680 4105.2680

现代光信息处理试题汇总

现代光信息处理思考题汇总1.透镜的相位变换因子t （x,y ）的表达式。

t(x,y)=)](2ex p[22y x f jk +-2.单位振幅的平面波垂直入射，透镜前表面的复振幅1),(1=y x U ，则透镜后表面上的复振幅=),('1y x U )](2ex p[22y x fjk +-3.不管衍射物体位于何种位置，只要观察面是照明光源的，则物面（输入面）和观察面（输出面）之间的关系都是傅里叶变换关系，即观察面上的衍射场都是型参考答案：共轭面；夫琅禾费 4. 如图所示的等腰直角三角形孔径放在透镜的前焦面上，以单位振幅的单色平面波垂直照明，试求透镜后焦面上的夫琅禾费衍射图样的复振幅分布。

参考答案：注意到等腰直角三角形三个边的方程分别为00x y =，00x y -=，a x =0.000000')](2exp[),(),(dy dx y x j y x t c y x U ηξπ+-=⎰⎰⎰⎰-+-=ax x dy y x j dx c 0000')](2exp[ηξπ+++-=a c a j ajc )(sin ])({ex p[2'ηξηξππη})(sin )](exp[a c j ηξηξπ---其中，fx λξ=，fy λη=.5.散射物体的菲涅尔全息图的一个有趣性质是，全息图上局部区域的划痕和脏迹并不影响像的再现，甚至取出全息图的一个碎片，仍能完整地再现原始物体的像，这一性质称为全息图的冗余性。

应用全息照相的基本原理，对这一性质加以说明。

碎片的尺寸对再现像的质量有哪些影响？参考答案：(1) 对于散射物体的菲涅尔全息图，物体与底片之间的关系是点面对应关系，即每一物点所发出的光波都直接照射到记录介质的整个平面上；反过来，菲涅尔全息图上的每一点都包含了物体各点的全部信息，称为全息图的“冗余性”。

这意味着只要一小块全息图就可完整再现原始物的像。

因此，局部区域的划痕和脏迹并不影响物的完整再现，甚至取出一小块仍能完整再现原始物体的像。

中大高等光学试题

2006年现代光学导论试题
一、从麦克斯韦方程组出发，导出在有色散的非均匀介质中的电场强度与磁场强度所满足的亥姆霍兹方程。

（20分）
二、什么是平面波、球面波、柱面波？分别写出他们的表达式。

（20分）
三、从物理上描述并从数学上推导倏逝波的特性（相速度、穿透深度、等相面与等幅面）（20分）
四、从亥姆霍兹方程出发，完整导出下图所示的矩形金属谐振腔（六面均封闭）内电磁波电场强度矢量的表达式。

（20分）
五、在负单轴晶体中，设光轴平行于界面，光场垂直入射到晶体，用两种几何图形方法描述光场的传播特性。

（20分）
10年
一、从麦克斯韦方程组出发，导出在均匀介质中的电场强度与磁场
强度所满足的亥姆霍兹方程。

二、什么是平面波、球面波、柱面波？分别写出他们的表达式。

（20
分）
三、群速度相速度推導
四、電光效應KDP晶體推導及弱電場下情況
四、从亥姆霍兹方程出发，完整导出下图所示的矩形金属波導电磁波电场强度矢量的表达式。

2011
五道题有写出1.高斯光束公式和各参数意义；2.第二章的什么振子；
3.倏逝波；
4.06年第五题；
5.还有一个不记得了
2012（09级）
1.06年1题
2.对比金属反射和全反射（光场分布、传导特性、穿透深度、损耗等基本特性）
3.推导群速度和相速度
4.推导KDP的折射椭球方程。

（给矩阵，一直写出半波电压）
5.推导宽度为d的平面金属波导的场分布方程。