光学部分练习题

光学-复习题

一、基本要求

1. 掌握光相干的必要条件

2. 掌握杨氏双缝干涉的光程差、条纹亮暗、条纹位置、条纹间距等

3. 掌握劈尖的光程差、条纹形状、条纹亮暗、薄膜厚度差、条纹间距等

4. 掌握牛顿环的光程差、条纹形状、条纹亮暗、条纹半径等

5. 掌握薄膜怎样达到增透或增反的效果

6. 掌握惠更斯原理及惠更斯-菲涅耳原理

7. 掌握单缝夫琅禾费衍射的暗纹条件、零级暗纹的角宽度及线宽度

8. 掌握圆孔夫琅禾费衍射的一级暗纹条件、艾里斑的角距离及半径

9. 掌握光学仪器的最小分辨角和分辨本领

10. 掌握光栅衍射中主极强满足的光栅方程及缺级条件

11. 掌握光的五种偏振状态

12. 掌握马吕斯定律和布儒斯特定律

二、基本概念、定律、现象

1. 何为光相干的必要条件？

2. 何为光程？

3. 当两束光的频率相同、初相位也相同时，怎样用它们之间的光程差表示它们的相位差？并判断光强的大小与光程差的关系。

4. 何为惠更斯原理？

5. 在杨氏双缝干涉的实验中，从两个小孔出射的光在接收屏上相遇时，它们之间的光程差如何用条纹的位置x 来表示？

6. 在薄膜干涉中，垂直入射的同一束光的两束反射光在薄膜表面相遇时，它们之间的光程差如何表示？有没有半波损失取决于什么？

7. 何谓惠更斯-菲涅尔原理？

8. 光有哪五种振动状态？

9. 何谓马吕斯定律？

10. 何谓布儒斯特定律？

三、选择题

1. 光程差为λ/2的两束相干光，其相位差为（ ）。

A 、4π

B 、2

π C 、π D 、2π

2.白光垂直照射到空气中的肥皂膜上，肥皂膜呈彩色；当肥皂膜的厚度趋于零时，从反射光方向

观察肥皂膜，肥皂膜（）。

A、还是呈彩色

B、呈白色

C、呈黑色

D、透明无色

3.有一楔形薄膜，当由于某种原因，膜的厚度增加时，用垂直光入射，在反射光方向观察等厚条

纹，则可看到（）。

A、条纹变密，向膜较厚的方向移动

B、条纹变疏，向膜较薄的方向移动

C、条纹间距不变，向膜较厚的方向移动

D、条纹间距不变，向膜较薄的方向移动

4.下列光的振动状态中，不显偏振特性的（）

A、线偏振光

B、自然光

C、椭圆偏振光

D、圆偏振光

四、填空题

1.用波长为600nm的光垂直入射到间距为0.2mm的杨氏双缝上，缝距离屏幕为1m，则第一到第

四级明纹间的距离为。

2.用波长为600nm和620的两种红光垂直入射到间距为0.1mm的双缝上，则两种波长的光的二

级谱线间的距离为。

3.如果厚度为d而折射率为n的均匀薄膜，被波长为λ的单色光垂直照射。若想让该膜对此种波

长的光起到增反的效果，则其膜厚应该满足的条件是：。

4.用589.3nm的光垂直入射到楔形薄透明片上，形成等厚条纹，已知膜片的折射率为1.52，等厚

条纹相邻纹间距为5.0mm，则楔形面间的夹角为（rad）。

5.叠合在一起的两块平板玻璃的一端互相接触，一金属细丝垫在距接触线为l= 12.50 cm处的两

板之间。以波长为λ=546.0nm的单色光垂直入射，测得条纹间距为Δx=1.50mm, 则该金属细丝的直径D为：。

6.有一劈尖，折射率n=1.4，其末端厚度h=0.5×10－4m。在波长为700nm的红光垂直照射下观察

反射光，那么表面出现的条明条纹总数为条。

7.用钠灯（λ=589.3nm）观察牛顿环，看到第4级暗纹的半径为2mm，则所用平凸透镜的曲率半

径R= 。

8.有一单缝宽b=0.1mm，在缝后放一焦距f=50cm的会聚透镜，用一波长λ=540nm的平行绿光垂

直照射单缝，则中央明纹宽度∆x=mm。

9.用波长为589nm的钠黄光作为单缝夫琅禾费衍射实验的光源，使用焦距为80cm的透镜，在象

方焦面上测得第一级暗纹离中心的线距离为0.94mm，则单缝的宽度为：mm。10.用波长为589 nm的钠光灯作光源，照射直径为D的金属细丝，夫琅禾费衍射的第一级暗纹出

现在衍射角θ=30˚的方位上，则细丝的直径D＝μm。

11.若人眼瞳孔直径为2mm，眼底距离瞳孔为2cm，则波长为550nm的光线入射时，在眼底形成

的爱里斑的半径为。

12.直径为D的光学仪器对波长为λ的光的最小分辨角可表示为。

13.对于可见光，平均波长为λ＝550nm，物镜直径 5.0cm的望远镜的分辨本领

为。

14.线偏振光通过一偏振片后，光强变为入射光的1/4，则偏振片透振方向与线偏振光振动方向间

的夹角为。

15.光强为I0的自然光通过两个偏振化方向成60°的偏振片后光强度变

为。

16.光从空气入射到折射率为3的介质表面，测得反射光为线偏光，其入射角

为：。

17.光从空气以60˚的入射角入射到玻璃表面，测得反射光为线偏振光，则该玻璃的折射率n

＝。

18.当一束自然光入射到两种媒质的分界面时，测得其反射光为线偏振光，在反射光和折射光的传

播方向之间的夹角是：。

19.从单轴晶体上平行于光轴方向上切一片厚度为d的薄片，让单色线偏振光垂直于薄片的表面入

射，则穿过薄片后，o光和e光的相位差为：。

20.o光、e光主折射率分别为n o、n e的某波片对波长为λ的光起到了1/4波片的作用，则该波片的

最小厚度是。

21.o光、e光主折射率分别为n o、n e的某波片对波长为λ的光起到了半波片的作用，则该波片的最

小厚度是。

五、计算题

1.用很薄的云母片覆盖在杨氏双缝装置中的一条缝上，若用波长为550nm的光垂直入射双缝，发

现此时光屏上的中心为原来的第七级明纹所占据。已知云母片的厚度为d=6.64 10-6m，求云母片的折射率n?

2.空气中肥皂膜的厚度为0.31μm，折射率为1.33，若用白光（400~700nm）垂直照射，问在反射

光中，哪些波长的光最强？而在透射光中，哪些波长的光最强？

3.钠黄光的波长λ=589.3nm，垂直入射到平面透射光栅上，测得第一级明条纹出现在19°30`的方

向，用另一未知波长的单色光入射时，测得第一级明条纹出现在15°6`的方向，问：(1) 未知波长是多少？(2) 最多能看到未知波长的第几级光谱？

4.以平行白光垂直入射到光栅常数为0.001cm的光栅上，用焦距为2.0m的透镜把通过光栅的光

线聚焦在屏上。已知紫光的波长为400nm，红光的波长为750nm。求：(1)第二级光谱中紫光和红光间的距离；(2)第二级光谱中的紫光和第一级光谱中红光间的距离。