物理光学复习题

1.波动方程，光程、光程差、相位差2.杨氏干涉、薄膜干涉(等倾、等厚) （重点）3.单缝衍射、圆孔衍射（半波带、分辨本领）、光栅4.马吕斯定律、布儒斯特定律、偏振光之间转换1．)](ex p[0kz t i E E --=ω与)](ex p[0kz t i E E +-=ω描述的是 传播的光波。

A ．沿正方向B ．沿负方向C ．分别沿正和负方向D ．分别沿负和正方向2．牛奶在自然光照射时呈白色，由此可以肯定牛奶对光的散射主要是A ．瑞利散射B ．分子散射C ．Mie 散射D ．拉曼散射3．在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是A ．由外到里B ．由里到外C ．不变D ．随机变化5． F-P 腔两内腔面距离h 增加时，其自由光谱范围λ∆A ．恒定不变B ．增加C ．下降D ．=06．光波的能流密度正比于A ． E 或HB ．2E 或2HC ．2E ，与H 无关D ． 2H ，与E 无关7．光在介质中传播时，将分为o 光和e 光的介质属A ．单轴晶体B ．双轴晶体C ．各向同性晶体D ．均匀媒质8.两相干光的光强度分别为I 1和I 2，当他们的光强都增加一倍时，干涉条纹的可见度A.增加一倍B. 减小一半C.不变D. 增加1/2 倍9.线偏振光可以看成是振动方向互相垂直的两个偏振光的叠加，这两个偏振光是A.振幅相等，没有固定相位关系B.振幅相等，有固定相位关系C.振幅可以不相等，但相位差等于0度或180度D.振幅可以不相等，但相位差等于90度或270度10．等倾干涉图样中心圆环 。

（区分迈克尔孙和牛顿环）A ．级次最高，色散最弱B ．级次最高，色散最强C ．级次最低 色散最弱D ．级次最低，色散最强11．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为λ4=a 的单缝上，对应于衍射角为30o 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14．闪耀光栅中，使刻槽面与光栅面成角，目的是使A ．干涉零级与衍射零级在空间分开B ．干涉零级与衍射零级在空间重合。

C ．条纹变宽D ．自由光谱范围增大15．把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环（若是尖劈会怎样）A．向中心收缩，条纹间隔不变B．向中心收缩，环心呈明暗交替变化C．向外扩张，环心呈明暗交替变化D．向外扩张，条纹间隔变大16．在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样A．相同B．相似，但空间位置不同C．相似，但空间位置平移缝距D．强弱互补17．线偏振光通过半波片后，一定是（偏振态间的转换）A．圆偏振光B．线偏振光C．椭圆偏振光D．自然光18．平行平板的等倾干涉图样定域在A．无穷远B．平板上界面C．平板下界面D．自由空间20．一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布懦斯特角，则在玻璃上界面的反射光A．是自然光B．是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面C．是完全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。

21．一个衍射光栅宽为3cm，以波长为600nm的光照射，第二级主极大出现于衍射角为30ο处。

则光栅的总刻度线数为A．×104B．×104C．×103D．×10322．强度为I0的自然光通过透振方向互相垂直的两块偏振片，若将第三块偏振片插入起偏器和检偏器之间，且它的透振方向和起偏器的透振方向成θ角，试问透射光的强度为A．I0cosθB．（1/8）I0sin22θC．I0cos2θD．I0cos4θ1．单缝夫琅禾费衍射的观测中，令单缝在纸面内垂直透镜光轴上、下移动，屏上的衍射图样（变、不变），令光源垂直透镜光轴上、下移动，屏上的衍射图样（变、不变）。

2．在双折射晶体内部，频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光，沿光轴传播时，它们的传播速度（相同、不同），沿垂直光轴传播时，它们的传播速度（相同、不同）。

3．当偏振片以光的传播方向为轴旋转一周时，若透射光强不变，则入射光是；若透射光强变，并且有消光现象，则入射光是；若透射光强变，但无消光现象，则入射光是。

4．振幅分别为A1和A2的两相干光波迭加后的最大光强I max=_____________。

5.在杨氏双缝干涉实验中，缝距为d，缝屏距为D，屏上任意一点p到屏中心p0点的距离为y，则从双缝所发光波到达p点的光程差为___________。

二．计算简答题一平面简谐光波沿x方向传播，波长为λ，设x=0点的相位φ0=0，写出：（1）沿x轴光波的相位分布φ（x）；（2）沿y轴光波的相位分布φ（y）；（3）沿r 方向光波的相位分布φ（r）。

1.如图1所示，两平板玻璃在一边相连接，在与此边距离20厘米处夹一直径为的细丝，以构成空气楔角．若用波长为589nm的钠黄光垂直照射，相邻暗条纹间隔为多宽这一实验有何意义2．束光强为I的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片P、P2、P3 上，已知P1 与P3 的偏振化方向相互垂直。

求P2 与P3 的偏振化方向之间夹角为多大时，穿过第I。

三个偏振片的透射光强为8/3．在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为50cm，当用一片折射率的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了，试求薄片的厚度。

4.在杨氏实验装置的一个小孔后面放置一块n=、厚度h=的薄玻璃片，试问与放玻璃片之前相比，屏上干涉条纹将向哪个方向移动移动多少条纹间距（设光源波长λ= 500nm）即移动了个条纹间距。

5．在等倾干涉实验中，若照明光波的波长λ = 600nm，平板的厚度h=2mm，折射率n=，其下表面涂高折射率介质（n>），问（1）在反射光方向观察到的条纹中心是暗还是亮（2）由中心向外计算，第10个亮纹的半径是多少（观察望远镜物镜的焦距为20cm）（3）第10个亮环处的条纹间距是多少6.在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为50cm，当用一片折射率的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了，试决定试件厚度。

7.用等厚条纹测量玻璃楔板的楔角时,在长达5cm的范围内共有15个亮纹,玻璃楔板的折射率n=,所用光波波长为600nm,求楔角.用等厚干涉测量玻璃楔板的楔角时，在长达5cm的范围内共有15个亮纹，玻璃楔板的折射率为n=，所用照明光波的波长λ = 600nm，求楔角。

8.在杨氏实验装置中，光源波长为640 nm，两狭缝间距为mm，光屏离狭缝的距离为50 cm。

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，则两束光在P 点的相位差是多少9.在折射率n=的玻璃上，镀上nˊ= 的透明介质薄膜，入射光波垂直于介质膜表面照射，观察反射光的干涉，发现对λ1=600nm 的光波干涉相消，对λ2=700nm的光波干涉相长。

且在600nm ~700nm之间没有别的波长是最大限度相消或相长的情形。

求所镀介质膜的厚度。

10.钠黄光包括λ= nm和λ= nm的两条谱线。

使用一块15 cm宽，每毫米内有1200个刻槽的透射型光栅，求：（1）一级光谱中谱线的位置。

（2）两条谱线的角间隔和半角宽度。

6.7.显微镜用紫外光（= 275 nm）照明比用可见光（= 550 nm）照明的分辨本领约大多少倍（2）它的物镜在空气中的数值孔径为，用用紫外光照明时能分辨的两条线之间的距离是多少（3）用油浸系统（n = ）时，这最小距离又是多少8. 用波长= μm的激光粗测一单缝的缝宽。

若观察屏上衍射条纹左右两个第五级极小的间距是，屏和缝之间的距离是5 m，求缝宽。

9. 今测得一细丝的夫琅和费零级衍射条纹的宽度为1cm，已知入射光波长为m，透镜焦距为50 cm，求细丝的直径。

10. 用波长为624 nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽a = mm，不透明部分的宽度b = mm，缝数N = 1 000，试求：（1）中央峰的角宽度；（2）中央峰内干涉主极大的数目；（3）谱线的半角宽度。

11. 汽车两前灯相距，设灯光波长为λ= 600nm，人眼瞳孔直径为D=5mm，试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯12. 若望远镜能分辨角距离为3×107rad 的两颗星，它的物镜的最小直径是多少13．强激光从孔径为d的激光器输出窗射向月球，得到直径为D的光斑。

如果激光器的孔径是2d，则月球上的光斑直径是多少设计一块光栅，要求：（1）使波长λ= 600nm 的第二级谱线的衍射角θ≤30o，（2）色散尽可能大，（3）第三级谱线缺级，（4）在波长λ=600nm 的第二级谱线处能分辨的波长差。

在选定光栅的参数后，问在透镜的焦面上只可能看到波长600nm 的几条谱线14．波长 ＝600nm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30o，且第三级是缺级。

(1) 光栅常数d等于多少(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少。

15．波长为的平行光垂直地射在1mm宽的缝上，若将焦距为100cm的透镜紧贴于缝的后面，并使光聚焦到屏上，问衍射图样的中央到（1）第一最小值；（2）第一最大值的距离分别为多少钠黄光包括λ= nm和λ= nm的两条谱线。

使用一块15cm宽，每毫米内有1200个刻槽的透射型光栅，求：（1）一级光谱中谱线的位置；（2）两条谱线的角间隔和半角宽度。

16用波长为624nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽b为，不透明部分的宽度a为，缝数N为103条。

求：(1)单缝衍射图样的中央角宽度；(2)单缝衍射图样中央宽度内能看到多少级光谱17．波长为500nm的平行光垂直地射在宽的缝上，若将焦距为50cm的透镜将衍射光聚焦于焦平面上进行观察，求（1）衍射图样中央亮纹的半宽度；（2）第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离；18.用波长为624nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽b为，不透明部分的宽度a为。

求：(1)单缝衍射图样的中央角宽度；(2)单缝衍射图样中央宽度内能看到多少级光谱19.波长为的平行光垂直地射在直径D=的圆孔，与空相距1m处放一屏幕，问（1）屏幕上正对圆孔中心的P点是亮还是暗；（2）要使P变成与（1）相反的情况，至少把屏幕向前（向后）移动多远的距离20．没有衍射物时入射光在P点的振幅为α，在菲涅尔圆孔衍射中，圆孔在轴线上P点恰好露出一个半波带，该点的光强为多少21．一块光栅的宽度为10cm ,每毫米内有500 条逢，光栅后面放置的透镜焦距为500nm。

问：（1）它产生的波长λ= 的单色光的1 级和2 级谱线的半宽度是多少（2）若入射光线是波长为和波长与之相差的两种单色光，它们的1 级和2 级谱线之间的距离是多少22．设计一块光栅，要求：（1）使波长λ= 600nm 的第二级谱线的衍射角θ≤30，（2）色散尽可能大，（3）第三级谱线缺级，（4）在波长λ= 600nm 的第二级谱线处能分辨的波长差。