基礎(chǔ)光學(xué)期末試題

1、西南師范大學(xué)期終試卷(A卷) 光 學(xué) 課程 期末 考試試卷 命題人：周自剛 A卷 閉卷 120分鐘 審題人：題號一二三四五總分評卷人一、單選題（共5題，4分/題，共20分） 得分 1、以下不是幾何光學(xué)的基本實驗定律的是（ ）A、發(fā)射的光的強弱滿足基爾霍夫定律 B、光通過兩種介質(zhì)分界面的反射定律和折射定律C、光在均勻介質(zhì)中的直線傳播定律 D、光的獨立傳播定律2、關(guān)于實物、虛物、實像和虛像的說法正確的是（ ）A、實像就是虛物 B、虛物一定是像C、虛像就是虛物 D、實物和虛物都是存在物體3、關(guān)于光闌、光瞳的說法正確的是（ ）A、 在光具組中只能有一個光闌 B、光瞳可以是其中的一個透鏡 C、有了出射光

2、瞳就一定能找到入射光瞳 D、有效光闌、入射光瞳和出射光瞳不一定共軛4、在楊氏實驗裝置中，兩狹縫的間距為0.5mm，光屏離狹縫的距離為50cm。當以折射率為1.50的透明薄片貼住其中的一個狹縫時，發(fā)現(xiàn)屏上的條紋移動了1cm，薄片厚度為（ ） A、0.0167mm B、0.015mm C、0.018mm D、0.02mm5、關(guān)于光的直線傳播、干涉和衍射的說法正確的有（ ）A、干涉和衍射本質(zhì)都一樣，都是波的相干疊加的結(jié)果B、在干涉花樣中不會出現(xiàn)衍射花樣C、光遇到障礙物的線度大于波長時，就出現(xiàn)直線傳播，否則就出現(xiàn)衍射花樣D、干涉可以是無限束光的疊加的結(jié)果，而衍射只能是有限束光的疊加的結(jié)果二、是非題（共

3、10題，2分/題，共20分，對用“Ö”，錯用“´”表示） 得分 1、費馬原理在非均勻介質(zhì)中是適用的。 2、點光源在凹球面上反射時單心光束一定受到破壞。 3、助視儀的放大本領(lǐng)與單透鏡的放大率實質(zhì)上是不同的。 4、光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象都是波動的特性體現(xiàn)。 5、頻率相同的兩光波在相遇點有相同的振動方向和固定的位相差為干涉現(xiàn)象的必要條件。 6、白光通過雙縫形成的花樣，不管是干涉花樣還是衍射花樣其中央亮條紋都是白色的。 7、圓偏振光實際上是橢圓偏振光的一種特殊情況。 8、入射光的頻率低于闊頻率0時，不論光的強度如何，照射時間多長，都沒有光電子發(fā)射。 9、德布羅意提出所有的實物粒子都

4、和光一樣，具有波粒二象性。10、在楊氏實驗中激光直接作為光源的主要是利用其單色性好，它的時間相干性也很高。三、填空題（共5題，2分/題，共10分） 得分 1、 在楊氏雙縫干涉花樣中，如果兩列波的能量相同，則干涉條紋的反襯度為（ ）。2、 在圓孔衍射中，如果圓孔具有一定大小的半徑，觀察點P的位置僅使波面上露出第一個半波帶，則其合振幅為完全不遮蔽時的（ ）倍。 密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題 專業(yè) 年級 姓名 學(xué)號 3、 強度為I的自然光，垂直入射到方解石晶體上后又垂直入射到另一塊完全相同的晶體上。兩塊晶體的主截面之間的夾角為300，如果不考慮反射吸收等損失，最后透射出來的光束的Ioo:Ioe=（

5、 ）:1。4、 1879年斯忒藩從黑體輻射實驗中觀察到黑體的輻射度與絕對溫度T成（ ）次方成正比。5、按照玻爾理論，當電子從En躍遷到E1（E1=-13.5eV）時，發(fā)射光子的能量為12.96eV，則n =（ ）。四、作圖題（共2題，5分/題，共10分） 得分 1、如圖所示有一凹面鏡，若物與像相距為1米和物高是像高4倍時，作出其光路圖。作圖題1圖2、惠更斯目鏡由兩片平凸薄透鏡組成，場鏡L1的焦距為，接目鏡L2的焦距為，兩透鏡間距為試用作圖法求惠更斯目鏡的焦距和焦點的位置作圖題2圖aaaF2F1¢F2¢五、計算題（共4題，共40分） 得分 1、在報紙上放一個平凸透鏡，眼睛通過

6、透鏡看報紙，當平面在上時，報紙的虛像在平面下13.3毫米處，當凸面在上時，報紙的虛像在凸面下14.6毫米處若透鏡的中央厚度為20毫米，求透鏡的折射率和凸球面的曲率半徑（10分）2、觀察肥皂水薄膜（n=1.33）的反射光呈綠色（=500納米），且這時法線和視線間角度為，問膜最薄的厚度是多少？若垂直注視，將呈現(xiàn)何色？（10分）3、波長為600納米的平行光正入射于一透射平面光柵上，有兩個相鄰的干涉主極大出現(xiàn)在sinq0.2和sinq2=0.3的衍射方向上，第四級開始缺級試求：（10分）（1） 光柵常數(shù)；（3分）（2） 光柵每縫縫寬可能是多少？（3分）（3） 列出屏上可能出現(xiàn)的干涉主極大級次。（4分）

7、4、自然光入射到一組偏振片上，這組偏振片有四片，每個偏振片的偏振化方向相對于前一個沿順時針方向依次轉(zhuǎn)過30°角。試求透射光強度占入射光強度的百分比。（10分）西南師范大學(xué)期終試卷(B卷) 光 學(xué) 課程 期末 考試試卷 命題人：周自剛 B卷 閉卷 120分鐘 審題人：題號一二三四五六七八總分評卷人一、單選題（共5題，4分/題，共20分） 得分 1、以下不是幾何光學(xué)的基本實驗定律的是（ ）A、光在均勻介質(zhì)中的直線傳播定律 B、光通過兩種介質(zhì)分界面的反射定律和折射定 C、光的獨立傳播定律 D、發(fā)射的光的強弱滿足基爾霍夫定律2、關(guān)于實物、虛物、實像和虛像的說法正確的是（ ）A、虛物是實像 B

8、、虛物是虛像 C、實物和虛物是客觀存在的物體 D、虛物一定是像3、關(guān)于開普勒望遠鏡和伽利略望遠鏡的說法正確的是（ ）A、開普勒望遠鏡目鏡的物方焦平面在鏡筒以外 B、伽利略望遠鏡鏡筒的全長等于物鏡焦距 C、都可以把叉絲或刻度尺放在兩種望遠鏡的物鏡和目鏡之間 D、它們的焦點在無窮遠處4、在產(chǎn)生干涉花樣中，下列哪些條件不可能有額外程差（ ）A、n2> n1= n3 B、n1> n2 ，n2<n3 C、n1< n2，n2> n3 D、n1> n2> n35、關(guān)于光的直線傳播、干涉和衍射的說法正確的有（ ）A、光是直線傳播還是衍射，決定于遇到障礙物的線度與波長的

9、大小B、惠更斯菲涅爾原理能解釋干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象，卻不能解釋光的直線傳播C、菲涅爾衍射和夫瑯和費衍射都可以不需要用任何儀器就能直接觀察到衍射花樣D、干涉和衍射是本質(zhì)上統(tǒng)一的同一類現(xiàn)象二、是非題（共10題，2分/題，共20分，對用“Ö”，錯用“´”表示） 得分 1、光在指定的兩點間傳播時，肯定是沿光程為極值路徑傳播的。2、點光源在平面鏡上反射時單心光束一定沒有受到破壞。3、一名大學(xué)生最多能清晰的看到1米遠的物，配鏡師就至少給他配上近視為100度的眼鏡。4、任何一個光具組有且只有一個有效光闌。5、干涉花樣實質(zhì)上體現(xiàn)出參與相干疊加的光波間相位差的空間分布。6、白光通過雙縫成的花樣

10、，不管是干涉花樣還是衍射花樣其中央亮條紋都是白色的。7、反射光是平面偏振光中的偏振度最大的光。（ ）8、衍射現(xiàn)象與散射現(xiàn)象的根本不同在于衍射是由于個別的不均勻區(qū)域所形成的，而散射則是由于大量排列不規(guī)則的非均勻的小“區(qū)域”的集合所形成的。9、在光電效應(yīng)實驗裝置中，如果入射光的頻率越高，則發(fā)射出的光電子的能量就一定越大。10、在干涉實驗中，如果光源的單色性越高，其時間相干性就越好，我們觀察到的干涉條紋級就越高。三、填空題（共5題，2分/題，共10分） 得分 1、在近軸光線和近軸物的條件下，物所成的像在像方焦點前一倍像方焦距處，則其橫向放大率為（ ）。2、在圓孔衍射中，如果圓孔具有一定大小的半徑，觀

11、察點P的位置僅使波面上露出第一個半波帶，則其合振幅為完全不遮蔽時的（ ）倍。 密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題 專業(yè) 年級 姓名 學(xué)號 半波帶，則其合振幅為完全不遮蔽時的（ ）倍。 3、強度為I的自然光，垂直入射到方解石晶體上后又垂直入射到另一塊完全相同的晶體上。兩塊晶體的主截面之間的夾角為300，如果不考慮反射吸收等損失，最后透射出來的光束的Ieo:Ioo=1:（ ）。4、 1879年斯忒藩從黑體輻射實驗中觀察到輻射度與絕對溫度T成（ ）次方成正比。5、 按照玻爾理論，當電子從En躍遷到E1（E1=-13.5eV）時，發(fā)射光子的能量為12.96eV，則n =（ ）。四、作圖題（共2題，5分/題

12、，共10分） 得分 1、物與像相距為1米，如果物高4倍于像高，并作出光路圖作圖題2圖aaaF2F1¢F2¢2、惠更斯目鏡由兩片平凸薄透鏡組成（作圖題1.3圖），場鏡L1的焦距為，接目鏡L2的焦距為，兩透鏡間距為試用作圖法求惠更斯目鏡的焦距和焦點的位置五、計算題（共3題，共40分） 得分 1、人眼前一小物體，距人眼25厘米，今在人眼和小物體之間放置一塊平行平面玻璃板，玻璃板的折射率為1.5 ，厚度為5毫米試問此時看小物體相對它原來的位置移動多遠？（10分）2、在雙縫干涉實驗中，波長的單色平行光垂直入射到縫間距的雙縫上，屏到雙縫的距離。求：（15分） 中央明紋兩側(cè)的兩條第10級

13、明紋中心的間距；（5分） 用一厚度為、折射率為的云母片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？（10分）3、波長為600納米的平行光正入射于一透射平面光柵上，有兩個相鄰的干涉主極大出現(xiàn)在sinq0.2和sinq2=0.3的衍射方向上，第四級缺級試求：（1） 柵常數(shù)；（5分）（2） 光柵每縫縫寬可能是多少？（5分）（3） 列出屏上可能出現(xiàn)的干涉主極大級次。（5分）西南師范大學(xué)期終考試試卷參考答案“ 光學(xué) ”課程 考試試卷A一、選擇題 1 A 2 B 3 C 4 D 5 A2、 是非題 1Ö 2 Ö 3Ö 4Ö 5Ö 6Ö 7

14、14; 8Ö 9Ö 10Ö3、 填空題 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5四、作圖題1題中給出凹面鏡，又知物高倍于像高，即，所以應(yīng)有兩種情況法線虛物實像圖(a)法線實物實像圖(b)物平面像平面2 L2L1F¢F1¢F1¢F¢2H¢H1²a/2a/2作圖題2解圖五、計算題1解：人眼看到的是字透過透鏡成的像第一種情況，字在球面的頂點，此次成像物、像重合字再經(jīng)過平面折射成像，物距為-20毫米，像距為-13.3毫米，由成像公式，得 （） (4分)第二種情況，字僅通過折射成像，物距為20毫米，像距為14.6毫米

15、，成像公式為 （） (4分)解（）（）兩方程，得，毫米 (2分)報紙計算題1解圖2解：入射到肥皂水薄膜表面光線的入射角為450，可求出光在膜內(nèi)的折射角由折射定律，解出 ， (2分)由于光在空氣中的肥皂水膜上表面反射時有的相位變化，在其下表面反射時無的相位變化，因此光程差中要計入半波損失，對于相干加強的500納米的綠光，應(yīng)滿足 (3分)題意求最小薄厚度，應(yīng)取，以各值代入上式，得（毫米） (2分)同一厚度的肥皂水膜，若垂直注視，則，此時看到的相干加強的波長l¢應(yīng)滿足， (2分)將代入上式發(fā)現(xiàn)，僅當時才落在可見光范圍內(nèi)，以代入，求得納米，為深黃色的光 (1分)可見，從不同方向觀看，可以呈現(xiàn)

16、不同顏色，這一現(xiàn)象也表現(xiàn)在一些鳥的羽毛薄膜上有時從不同方向觀看羽毛，顏色不同，這是一種薄膜干涉現(xiàn)象3解：根據(jù)題意可有 ，（1）由上面諸方程可解得d=6微米，k12，k23 (3分)（2）第四級缺級，故d4a，得縫寬a1.5微米 (3分)（3）光柵光譜的最大級次為d/l=10，由于缺級級次為±4和±8，第十級的衍射角為900，事實上也不能出現(xiàn)，故屏幕上出現(xiàn)的干涉主極大級次為0、±1、±2、±3、±5、±6、±7、±9，共15個干涉主極大 (4分)4、解： （2分） （2分） （2分） （2分） （2分）西南

17、師范大學(xué)期終考試試卷參考答案“ 光學(xué) ”課程 考試試卷B一、選擇題1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 二、是非題1Ö 2 Ö 3Ö 4Ö 5Ö 6Ö 7Ö 8Ö 9Ö 10Ö三、填空題1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 四、作圖題1題中給出凹面鏡，又知物高倍于像高，即，所以應(yīng)有兩種情況法線虛物實像圖(a)法線實物實象圖(b) 作圖題2解圖aaaF1¢F¢2F¢H¢1¢1²焦平面主平面2 五、計算題1 解：已知玻璃板的折射率，板厚物體S經(jīng)玻璃板兩次折射成像，第一次以O(shè)1為原點, 向右為正, 物距sa，曲率半徑r¥，代入成像公式得a dS