波动光学模拟试题word资料16页

模拟试题一

一、选择题（2×10 = 20分）

1. 一束自然光自空气射向一块平板玻璃，如图所示，设入射角等

于布儒斯特角i B ，则在界面2的反射光 ___B_____。 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

2. He-Ne 激光器发出632.8nm 的光波，其nm 7

101-⨯=∆λ，则其波列长度约为 。

A ． 4000m

B 400m

C 40m

D 4m

3.

危险信号灯不用人眼最敏感的黄绿光而用红光，是因为 ________。 A 黄绿光被大气吸收多 B 黄绿光被大气散射多 C 红光光源便宜 D 其他原因

4.

设l 1和l 2是两种单色可见光1、2在真空中的波长。若l 1＞l 2，则这两种单色光相比 。

A 单色光1的频率较大

B 玻璃对单色光1的折射率较大

C 在玻璃中，单色光1的传播速度较大

D 单色光1的光子的能量较大

5.

关于法布里—珀罗干涉仪产生的条纹特性的描述，错误的是 。

A 随着两玻璃板内表面的反射率R 的增大,干涉光强极大值的位置发生改变。

B 法布里—珀罗干涉仪是非等幅的多光束干涉。

C 随着两玻璃板内表面的反射率R 的增大，条纹锐度系数F 增大。

D 当反射率R 很大时，反射光的干涉条纹是在宽的亮背景上呈现很细的暗纹。

6.

一闪耀光栅刻线数为200条/mm ，用nm 600=λ的单色平行光垂直入射到光栅平面，若第二级光谱闪耀，闪耀角应为 。

A 3.45o

B 6.94o

C 0.69o

D 0.35o 7.

下列干涉现象中，属于非定域条纹的是 。 A 扩展光源照明法布里—珀罗干涉仪产生的条纹 B 阳光下，昆虫翅膀上所看到的彩色干涉图样 C 光学车间中，在白炽灯下观察光圈。 D 点光源照明产生的等倾条纹。

8.

通过偏振片观察一束光时，其透射光强度随着偏振片的方向而改变，但总不为零，此光可能为 。

A 自然光

B 线偏振光

C 椭圆偏振光

D 圆偏振光

9.

He-Ne 激光（波长为632.8nm ）自地面射向月球。已知月球离地面的距离为3.76×105

km ，在月球上得到的光斑最小的激光束直径为 __________。 A 5mm B 5cm C 0.5m D 5m

在空间滤波实验中，输入图像是一正交的网格。在频谱面上放置一滤波器，遮掉除中

央一纵列外所有其余的衍射斑（如图所示），则输出面上的图像为 。

A B C D

二、填空题（2×10 = 20分）

1. 振幅为A ，初相位为0ϕ的发散球面简谐波的复振幅为 ________。

2. 在光学中，（平均）坡印廷矢量是一个极其重要的量，其大小是 的量度，而它的

方向代表着 。

3. 一单色平行光，在真空中波长为600nm ，垂直入射到平行平面玻璃板上，玻璃对此波

长的折射率为 1.5，玻璃板厚度为0.1mm ，光在玻璃中的速度为 _________，波长为 ______。

4. 一频率为5×1014

Hz 的单色光波在真空中传播，沿着光波传播方向上相位差为2π

的任意

两点之间的最短距离为 。

5. 在杨氏双缝实验中，若希望屏上干涉条纹的可见度最大，则从两缝发出光波的振幅比

应为 。

6. 杨氏实验中，若光源是白炽灯通过一块红色滤波片，其nm 650＝λ，nm 10=∆λ。假设单缝无限窄，双缝间距为0.1mm ，观察屏离双缝1m 。则屏上可以看到的条纹数目为 。

7. 已知太阳的直径为1.4×106km ，与地球的距离为1.5×108

km 。若以太阳为光源直接照

射到杨氏干涉实验装置的双缝上，则双缝之间的距离最大为 时，在观察屏上可看到干涉条纹。（取l = 500nm ）

8. 测得一细丝的夫琅和费零级衍射斑的宽度为1cm ，已知入射光波波长为632.8nm ，透镜

的焦距为50cm ，则细丝的直径为 。

9. 航天飞机上的宇航员称，他恰好能分辨在他下面100km 地面上的某两个点光源，设光

源的波长为550nm ，瞳孔直径为4mm ，在理想条件下这两个点光源的间距是 。 10. 波长nm 3.563的平行光射向直径为2.6mm 的圆孔，与孔相距1m 处放一屏幕，则屏幕上

正对圆孔中心点是 。（填“亮点”或“暗点”） 三、作图分析题（8+8 = 16分）

1. 画出以下几种不同形状的平板的等厚条纹。

a) 楔形平板；

b) 柱形表面平板； c) 球形表面平板

(a) (b) (c)

2. 一光栅的缝宽为a ，光栅常数d = 3a ，缝数为5。试绘出其光强 I 随衍射角变化的曲

线。

四、综合题（10+12+12+10=44分）

1. 如图所示是一根圆柱形光纤，光纤芯的折射率为1n ，光纤包层的折射率为2n ，并且

21n n φ，周围介质的折射率为0n 。

a) 证明入射光的输入孔径角u 满足关系式

2

2

210

1sin n n n u -=

。在实际使用中，又称

2

2

210sin n n u n NA -==为光纤波导的数值孔径。

b) 若52.162.121=n n ＝

，求光从空气射入该光纤的输入孔径角和数值孔径NA 。 2. 闪耀角为15o

，每毫米刻线为1000条的闪耀光栅，采用垂直于光栅平面的照明方式。

问：

a) 闪耀方向（即单槽面的衍射零级主极大方向）； b) 一级闪耀波长；

c) 若在闪耀方向上要求能分辨相差为0.1A 的两条谱线，光栅的宽度至少为多少？ 3. 已知某光源中含有波长差Δλ很小的两谱线，用它照射d=2.5mm 的F-P 干涉仪时，这

两谱线的同级条纹错开了1/10个条纹间距。现将此光源照射迈克尔逊干涉仪，求：当迈克尔逊干涉仪的一个反射镜每移动多少距离时，条纹会从最清晰变为最模糊。

4. 一束波长为l 的右旋圆偏振平行光，正入射到一块两表面平行的方解石晶片上，且充

满整个晶片，晶片的光轴平行于表面（如图中y 方向）。晶片中阴影部分A 为4λ

片，其

余部分为2λ

片。

a) 分别求出通过晶片A ，B 两部分出射光的偏振态。

b) 从晶片出射的光再经过偏振片P （P 的透光轴与y 轴成45o

角），在屏上见到什么现

象？

c) 将P 绕光线方向旋转360o

过程中，屏上光强发生什么变化？

试题一参考答案和评分标准

一、每题2分，共计16分。

1. B

2. A

3. B

4. C

5. A

6. B

7. D

8. C

9. D 10. B 二、每题2分，共计24分。

1. ()0ϕ-kr i e r A

2. 光强；光的传播方向

3. 2×108m/s ；400nm

4. 0.15mm

5. 1

6. 131

7. 53.6mm

8. 63.28mm

9. 16.78m 10. 亮点

三、8+8，共计16分 1.

(a) 2分 (b) 3分 (c) 3分

2．

整体图形 （3分）