光学

试题一

一、填空（每小题2分，共20分）

1、梅曼（T.H.Maiman ）于 首先地制成世界上第一台 激光器。

2、干涉现象记录了两相干光的 关系，通常用条纹的可见度反映干涉条纹的强度对比关系，条纹可见度的定义是 。

3、薄膜干涉中，当 时，将永远发生相消干涉。

4、某光栅的参数为m d 6

100.6-⨯=，m a 6

105.4-⨯=。该光栅消失的谱线级数为 。 5、距水面1m 高处的人俯视水中，看见深为1m 处的水中有一小鱼，小鱼实际位于水面下 处。（水的折射率为34

）

6、所有光学系统中唯一能够完善成象的是 系统，也就是说物经过该系统成像后，光的 不被破坏。

7、显微镜目镜上刻有30⨯，其镜筒长为20cm ，物镜的象方焦距为0.2cm ，该显微镜的放本领为 。 8、右旋圆偏振光垂直入射到半波片上，透射光的偏振态为 。

9、根据玻尔的氢原子理论，当氢原子处于n ＝3的激发态时，原子可以发出（ ）波长的光，它们的频率分别为（ ）。

10、只有（ ）系统和（ ）系统才可能实现粒子数反转。 二、选择（每小题3分，共15分）

1、光在介质界面上（ ）时，出现半波损失。 A 、 以临介角入射，光必须由光密介质入射到光疏介质 B 、 以布儒斯特角入射，光必须由光密介质入射到光疏介质 C 、 垂直入射或掠射，光必须由光密介质入射到光疏介质 D 、 垂直入射或掠射，光必须由光疏介质入射到光密介质

2、用单色光照射菲涅尔波带片，波带片存在（ ）等焦距。 A 、'

f 、2'

f 、3'

f 、…

B 、'

f 、

3'

f 、

5'

f 、…

C 、'

f 、3'

f 、5'

f … D 、'

f 、2'f 、4'

f 、… 3、关于有效光阑的正确说法是（ ）。 A 、所有光阑中限制入射光最起作用的光阑 B 、位于光具组最前面的光阑 C 、孔径最大的光阑 D 、孔径最小的光阑

4、强度相等、波长分别为400nm 的紫光与720nm 的红光混合，这种混合光的散射光中两者的比例是 A 、1:10 B 、2:1 C 、10:1 D 、1:2

5、光与原子的相互作用的主要过程为（ ）。

A 、吸收

B 、受激辐射

C 、自发辐射

D 、A ＋B ＋C 三、简答（每小题8分，共24分） 1、干涉和衍射的联系与区别是什么？

2、斜插入水中的直木条看起来不直，如果垂直插情况会怎样？用光学理论加以解释。

3、为什么早晨日出和傍晚日落时所看到的太阳都呈红色？ 四、作图题（每小题6分，共12分）

1、 MN 是一薄透镜的主轴，ABC 是一条通过透镜的已知光线，作出透镜的焦点位置，并判断透镜性质。（辅助线用虚线并保留，光线用实线）

2、光以布儒斯特角入射到介质有界面，作出反射光和出射光的方向并标明其偏振态。（保留辅助线）

五、（12分）波长λ为600nm 的光照射到间距d ＝0.3mm 的双缝上，求距缝100cm 处的光屏上第二级与第三级两条暗条纹的距离。（2）距中央亮条纹10mm 处的P 点是明条纹还是暗条纹？ 六、（10分）一物体位于球面镜前20cm 处，经过球面镜成一正立的虚像，像的大小是原物的1/3。（1）求象的位置；（2）该球面镜是凸面镜还是凹面镜？ 七、（7分）光强为I 0的自然光通过两夹角为θ的尼科尔，当θ由30O 变为45O 时，这两情况下透射光的光强之比是多少？

试题二

一、填空（每小题2分，共20分）

1、人们通过光的干涉、衍射、偏振等现象证实了光的 ，通过黑体辐射、光电效应、康普顿效应等证实了光的 。

2、用普通光源获得干涉图样，通常有 干涉和 干涉两种方法。

3、夫琅和费衍射是障碍物到光源和考察点的距离都是 的情况，实际使 光束来实现的。

4、用白光照射光栅形成的光谱中，中央零级光谱为白色，其余各级光谱对称地分布在零级两侧，同一级光谱中最靠近零级光谱的是 ，离零级光谱最远的是 。

5、照相机的聚光本领与 有关，照相机的f 数为n ，其物理意义是 。

6、光纤在现代科技中扮演着重要的角色，光纤是用光的 规律使光沿弯曲路径传播的光学元件。

7、开普勒望远镜成的象是 ，伽利略望远镜所成的像是 。

8、自然光经过一尼科尔后，垂直入射到1/4波片上，尼科尔的方向与波晶片光轴夹角为θ，当θ＝π/4时，透射光的偏振态为 ；当θ＝π/2时，透射光的偏振态为 。

9、光入射到逸出功为W 的金属上时，要发生光电效应必须使入射光的频率大于 。在直角坐标系中，遏止电压与入射光的 之间是一条直线，其斜率与金属的性质无关

10、全息照相记录了光波的全部信息，即记录的是光波的 和 。 二、选择（每小题3分，共15分）

1、能够把一束自然光转变成两束相互分开、振动面相互垂直的平面偏振光的偏振元件是（ ）。 A 、尼科尔 B 、波晶片 C 、巴俾涅补偿器 D 、渥拉斯顿棱镜

2、两个发光点对光具组入射光瞳中心所张的视角为（ ）时称为光具组的分辨极限。 A 、R

U λ

610

.0=

B 、R

U λ

610

.0<

C 、R

U λ

610

.0>

D 、R

U λ

610

.0≥

3、偏振光干涉实验装置中，在两块偏振片之间放入一块波晶片，这个波晶片的作用是（ ）。 A 、 分解光束并把两束光的振动引导到相同方向 B 、 分解光束和延迟光束相位 C 、 把两束光的振动引导到相同方向并延迟光束相位 D 、 把两束光的振动引导到相同方向

4、两相干光的强度分别为I 1和I 2，当它们的光强同时都增加1倍时，干涉条纹的可见度（ ）。 A 、增加1倍 B 、增加2 倍 C 、增加1/2倍 D 、不变

5、自然光入射到均匀介质中发生散射，散射光的偏振态为（ ）。

A 、正侧面是部分偏振光，斜侧面是线偏振光

B 、正侧面是线偏振光，斜侧面是自然光

C 、正侧面是线偏振光，斜侧面是部分偏振光

D 、正侧面是部分偏振光，斜侧面是自然光 三、简答（每小题8分，共24分）

1、迈克尔逊干涉仪和法布里－珀罗干涉仪产生的干涉花样有什么异同？

2、不在主轴上的光点能够理想成像的条件是什么？

3、一定频率的光入射到金属上，什么情况下发生光电效应？什么情况下发生康普顿效应？ 四、作图题（每小题6分，共12分）

2、 MN 是一薄透镜的主轴，S ‘

是S 的象，作出透镜和焦点的位置。（辅助线用虚线并保留，光线用实线） 2、作出在石英晶体内o 光和e 光的波面和传播方向。

五、（12分）有两块折射率分别为1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接触形成02.0=α弧度的尖劈，将波长为500nm 的单色光垂直投射在劈上并在上方观察劈的干涉条纹。（1）求条纹间距；（2）若将整个系统浸入折射率为1.52的油中，计算纹间距，说明条纹间距如何变化？ 六、（10分）由无穷远的物体发出的近轴光线从左侧入射到位于空气中的透明球上而成象在右半球面的顶点处，球