安徽大學安徽大學2008—2009學年第1學期《光學》考試附答案

1、 光學 試卷第 1 頁 共 5 頁-裝-訂-線-安徽大學 2008 2009 學年第 一 學期光學考試試卷（a 卷）（時間 120 分鐘）題 號一二三四總分得 分閱卷人一、選擇題（每小題3 分，共 30 分）1.一物體在某一位置通過透鏡成實像，之后該物體向透鏡靠近并能第二次成實像，則它的實像a.也向透鏡靠近b.離透鏡更遠c.位置不變d. 不確定，以上三種情況均可能發(fā)生. 2.使用照相機進行近物拍攝，若欲使其前景和背景能盡量的清晰，可a.使用短焦鏡頭，或縮小光圈b.使用長焦鏡頭，或縮小光圈c.使用長焦鏡頭，或增大光圈d. 使用短焦鏡頭，或縮小光圈. 3.對于雙折射晶體中的非尋常光線(e光)，下列

2、說法正確的是a.無論何種情況，都不滿足折射定律b.僅當滿足折射定律時，才滿足惠更斯原理c.無論何種情況，都滿足惠更斯原理d. 若滿足惠更斯原理，則必滿足折射定律. 4.把雙縫干涉實驗裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距離為d，雙縫到屏的距離為d (dd)，所用單色光在真空中的波長為入，則屏上干涉條紋的條紋間距是a. 入d / (nd) b. 入nd/d c. 入d / (nd) d. 入d / (2nd). 5.在邁克耳孫干涉儀的一支光路中，放入一片折射率為n的透明介質薄膜后，看到有一條條紋移過，則薄膜的厚度是a. 入/2 b. 入/ (2n) c. 入/n d. 入/（2n -2）6.劈尖所形

3、成的等厚干涉圖樣中，若劈尖的頂角加大，則干涉條紋間距將a.增大b.減小c.不變d.以上答案都不對. 7.如果某一波帶片對考察點露出前5個偶數(shù)半波帶，那么這些帶在該點所產(chǎn)生的振動的振幅和光強分別是自由傳播時多少倍？a.5 、25 b.10 、50 c.10 、100 d.50 、100. 得分院/系專業(yè)姓名學號答題勿超裝訂線 光學 試卷第 2 頁 共 5 頁8.在某個單縫衍射實驗中，光源發(fā)出的光含有兩波長入1 和入2 ，垂直入射于單縫上. 假如入1 的第一級衍射極小與入2 的第二級衍射極小相重合，則入1 和入2 的關系是1 a.入1 = 入2b.入1 = 2入2c.入1 = 2 入2d. 無法確

4、定 . 1 9.僅用檢偏器觀察一束光時，強度有一最大但無消光位置，在檢偏器前放置一個入片，使其光軸與上述4 強度為最大的位置平行，通過檢偏器觀察是時有一消光位置，這束光是a. 部分偏振光b. 橢圓偏振光c. 線偏振光d. 圓偏振光 . 10.設光從平板玻璃表面以550 的反射角反射后完全偏振，偏振光振動平面與入射平面夾角為a. 00 b. 350 c. 550 d. 900 . 二、填空題（每小題3 分，共 18 分）1.假定用人眼直接觀察某物，可以在400m 的距離看清 ,如果要求在距離2km 處也能看清該物，則應使用視角放大率為倍的望遠鏡 . 2.用波長為600nm 的單色光做牛頓環(huán)實驗，

5、測得第k 個暗環(huán)的半徑為5.0mm，第 k20 個暗環(huán)的半徑為7.0mm，則平凸透鏡的曲率半徑r 為. 3.波長為入=550nm的單色光垂直入射到光柵常數(shù)d= 2 104 cm 的平面光柵上 , 可能觀察到的光譜線的最大級次為. 4.一束波長為入532 nm 的平行單色光垂直入射到折射率為n1.33 的透明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的.要使反射光得到最大限度的加強，薄膜最小厚度應為nm. 5.菲涅爾吸收了惠更斯提出的次波概念，用的思想將所有衍射情況引到統(tǒng)一的原理中來，即惠更斯菲涅爾原理. 6.經(jīng)偏振片觀察部分偏振光，當偏振片由對應于最大強度的位置轉過冗則光束的偏振度為. 3 時，光強減為最大強

6、度的一半，得分三、判斷題（每小題1 分，共 7 分）1.夫瑯禾費圓孔衍射圖樣的中心總是亮的. 2.幾何光學就是波動光學中波長趨于零的極限. 3.邁克耳遜等傾干涉圓環(huán)的特點是：中心級次最高，從中心愈往外干涉環(huán)分布愈密. 4.在面光源照明的光場中，各點（次波源）都是完全相干的. 5.一束光垂直入射到其光軸與表面平行的偏振片上，當偏振片以入射光為軸轉動時，發(fā)現(xiàn)透射光的光強有變化，但無全暗情況，則入射光是部分偏振光. 得分 光學 試卷第 3 頁 共 5 頁6.正入射時單縫衍射的0 級和縫間干涉的0 級重合，斜入射時兩者不重合. 7.一束光以布儒斯特角入射到介質的分界面上，反射光和折射光互相垂直. 四、

7、計算題（共45 分）1.（本題8 分）一薄凸透鏡l1 由曲率相等的兩球面構成，曲率半徑為r1r2 16cm. 制造該透鏡的玻璃材料折射率為nl 1.50 ；該透鏡一側面鍍以不透光，但具有高反射率的銀（鍍銀面相當于一凹面鏡l2）. 光從透鏡未鍍銀的一面入射. 試求此情況下由l1和 l2組成的光學系統(tǒng)的焦距. 2.（本題7 分）一束匯聚的傍軸光線由某未知光學系統(tǒng)出射，匯聚在光軸上距該光學系統(tǒng)出射端口以外d 處。現(xiàn)在該光學系統(tǒng)出射端口處共軸放置一焦距為f 的正薄透鏡，試求此時光線的匯聚點到出射端口的距離。得分 光學 試卷第 4 頁 共 5 頁13.（本題10 分）雙縫干涉實驗裝置如圖所示，雙縫與屏之

8、間的距離d 120cm ，兩縫之間的距離d 0.50mm ，用波長入 500nm 的單色光垂直照射雙縫(1) 求原點 o (零級明條紋所在處)上方的第五級明條紋的坐標x . (2) 如果用厚度l 1.0 102 mm ，折射率n 1.58 的透明薄膜覆蓋在圖中的s 縫后面，求上述第五級明條紋的坐標x . 4. （本題10 分）用白光垂直照射一光柵，在300 衍射方向觀察到波長為600nm 的的第二級主極大，并在該處能分辨600nm 附近入 0.005nm 的兩條譜線 . 但在該處卻看不到波長為400nm 的主極大 .試求：(1)光柵常數(shù)d 和總縫數(shù)n ；(2)通光縫的最小寬度a ；(3)單縫衍

9、射時中央縫內的譜線數(shù)目； 光學 試卷第 5 頁 共 5 頁5. （本題10 分）兩個偏振片p1 、p2 疊在一起，其偏振化方向之間的夾角記為. 由強度相同的自然光和線偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上. 線偏振光的光矢量振動方向與p1 偏振化方向之間的夾角記為. (1) 若不計偏振片對可透射分量的反射和吸收. 且 300 ， 600 ，求穿過p1后的透射光強與入射光強之比；再求連續(xù)穿過p1 、p2 后的透射光強與入射光強之比. (2) 若每個偏振片使可透射分量的強度減弱10 ，并且要使穿過p1后的透射光強及連續(xù)穿過p1、p2后的透射光強與入射光強之比都和(1)中算出的相同 .這時和各應是多

10、大？安徽大學 20082009 學年第 1 學期光學考試試題參考答案及評分標準(a 卷) 一、 選擇題（每小題 3 分，共 30 分）1.b 2. a 3. c 4. a 5. d 6. b 7. c 8. b 9. b 10. d 二、填空題（每空 3 分，共 18 分）15 22m 33 4100nm 5次波相干疊加60.5 三、判斷題（每題 1 分，共 7 分）1 2 3 4567 四、計算題（共 45 分）3. 解：（ 1）x 入dd 500 106 120 1010.50 1.2 mm （2 分）x 5 x 5 1.2 6.0mm （1 分）（2）從幾何關系，近似有(8.19 *10

11、2 0.05)2 2 *102r2 r1dx / d （2 分）有透明薄膜時，兩相干光線的光程差r2 (r1 l nl) r2 r1 (n 1)l dx / d (n 1)l 對零級明條紋上方的第 k 級明紋有k入（2分）（2分）零級上方的第五級明條紋坐標x d(n 1)l k入/ d 19.9 mm （1 分）3.解：（ 1）由干涉條紋間距公式x 入dd （2 分）其中， d 2m,d=1mm, x 1.029 =0.114cm （2 分）10 1 代入數(shù)據(jù)，求得 入 571.7nm （1 分）（2）設第一級暗紋位置為 x, 則ox x 0.057 2 cm （2 分）（3）2冗l 入（2

12、分）p 點相干光光程差為l 相位差 2冗l 入=1.43冗（1 分）4. (8.19 *102 0.05)2 2 *1021 1 1 5. 解：設i 為自然光強；i1 、i 2 分別為穿過p1和連續(xù)穿過p1、p2意知入射光強為2i (1)穿過第一個偏振片后后的透射光強度由題i 1 i i cos2 60。1分1 2故i11 i i cos2 60。2 3 1分2i 2i 8 穿過第二個偏振片后i 2 ( i i cos22 1 60。2) cos2。30。1分2 。i ( i i cos 60 ) cos 30 9故2 2 1分2i 2i 32 (2)要使穿過p1后的透射光強及連續(xù)穿過p1、p2后的透射光強與入射光強之比都和(1)中算出的相同，則穿過第一個偏振片后i1 ( 2 i i cos