《光学》期末考试试卷

《光学》期末考试试卷

一、（23分）填空和判断（在括号内，对的打√，错的打×）。

1．（5分）偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括_____、______、_______、______、______、______。

2．（4分）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=_________。

3．费马原理是指。

4．光在真空中传播速度只有一个，即光速C，而电子可以有ｖC的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为。

5．对光具组来说，物方焦点和象方焦点是一对共轭点。（）

6．棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比；光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。（）

7．平板厚度增加时，等倾干涉条纹变疏，且往里移动。（）

8．在夫琅和费圆孔衍射中，当圆孔变小时，中央亮斑的直径增大；当光源的波长减小时，中央亮斑的直径减小。（）

9．同一种光在不同介质中有不同的波长，因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。（）

二、（27分）选择题（将对的答案编号写在括号内）

页脚内容1

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（）

A．倍B．倍C．倍D．n倍

2．在菲湟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

4．一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面，其振动面与入射面平行，此时反射光为（）

A．振动方向垂直于入射面的平面偏振光

B．振动方向平行于入射面的平面偏振光

C．无反射光

5．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

页脚内容2

6．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

7．（5分）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

8．（5分）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．60mm B．60cm C．30mm D．30cm

9．（5分）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

注：以上不标明分数的题均为2分。

三、（14分）有一理想光具组置于空气中，如图所示，已知焦距==2cm，物高为1cm，物距为6cm。分别用作图法和计算法求像的位置、大小和倒正。

四、（12分）一束光强为I的自然光，连续通过两尼科耳主截面成60°角的偏振元件，若在他们中间插入一块水晶的片，其主截面平分上述夹角，试问：

1．通过片光的偏振态？

页脚内容3

2．通过第2个尼科尔N2的光强是入射光强的多少倍？

五、（12分）波长为3000 Å的光照射到钾的表面上时，发出光电子的最大动能为2.0eV，试求：

1．入射光中每个光子的能量。

2．钾的脱出功。

3．若入射光的波长为3950Å，遏止电压是多少？

（普朗克常数h=6.62×10J·S，电子电荷e=1.61×10C，真空中光速c=3×10m/s）

物理学专业光学期末考试试卷答案

一、填空和判断题

自然光，平面偏振光，部分偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光；

h/m0c (m0微电子的静质量)

光在两定点之间传播时其光程为极值，即沿光程极大，极小或恒定值传播；

<，零；

×

√

×

√

×

页脚内容4

二、选择题

1.C

2.B

3.C

4.C

5.B

6.C

7.A

8.D

9.B

三、解：由已知得s/=-6cm f=-2cm f/=2cm

由高斯公式f//s/+f/s=1 代入数据2/ s/+(-2)/(-6)=1 得：s/=3cm

又由β=y//y=s//s 代入s=6cm s/=3cm y=1cm

得：y//1=3/(-6) 所以y/=-0.5cm

所以像的位置在距像方主点H/3cm处，大小为0.5cm，是倒立的

光路图如图所示：

四、解：1.自然光通过一偏振元件后变为平面偏振光，此平面偏振光通过λ/4片后变为椭圆偏振光；

2. 设自然光振幅为A则I=A2 通过一偏振元件后强度变为I/2 振幅变为A1=0.707A，此光通过λ/4片后可得d光和e光的振幅分别为A1d= A1sin30o=0.5 A1=0.3535A，

A1e= A1cos30o=0.866 A1=

相位差Δφ=π/2+π=1.5π其中π/2为λ/4片的差，π为P1P2在不同象限的差。

通过第二个尼科尔后有：A2d= A1d sin30o=0.5 A1d=

A2e= A1ecos30o =

相位差Δφ，则合成后的光强

页脚内容5