光學(xué)試卷3、4+答案

光學(xué)期末考試試卷（3）一、 填空（共20分，每空2分）1、 在空氣中頻率為5X1014Hz的單色光，進(jìn)入某種透明介質(zhì)后波長(zhǎng)變?yōu)?00nm,則此介質(zhì)的折射率為，光在介質(zhì)內(nèi)的傳播速度為。2、 設(shè)計(jì)一架5倍的望遠(yuǎn)鏡，已有一塊焦距為50cm的凸透鏡作為物鏡，當(dāng)制成開(kāi)普勒型望遠(yuǎn)鏡時(shí)目鏡的焦距為cm，鏡筒長(zhǎng)為cm。3、凹球面鏡的曲率半徑r=24厘米，它的焦距f二 厘米，若有一小物體放在曲率中心處，其像成在。4、 當(dāng)用曲率半徑不等的一雙凸薄透鏡在空氣中對(duì)一實(shí)物成像。若先后使透鏡兩面向物（物距不變），兩次成像大小，位置（變或不變）。5、尼科耳棱鏡是產(chǎn)生一束光振動(dòng)方向位于主截面的光的器件。6、對(duì)于一定的金屬,入射光有一極限頻率u，當(dāng)入射光頻率（低或高）于這個(gè)頻率時(shí)，不論光強(qiáng)度多大，照射時(shí)間多長(zhǎng)，都沒(méi)有光電子產(chǎn)生。二、 選擇題（每題3分）1、 由凸面鏡構(gòu)成的像相對(duì)于物通常是（ ）A、倒立虛象 B、倒立實(shí)象C、縮小的正立虛象 D、放大的虛象2、 顯微鏡由焦距為30mm的物鏡和焦距為5mm的目鏡構(gòu)成，鏡筒的有效長(zhǎng)度為0.2m，則該顯微鏡的放大本領(lǐng)為（ ）A、 333B、286C、185D、1203、 對(duì)應(yīng)于-n/2位相差的光程差是（）A、入 B、入/2C、入/4D、2入4、、在弗朗和費(fèi)單縫衍射中，如果使縫寬b增大，則中央明紋的寬度將（）A.變窄B.變寬C.不變D.和縫寬相等5、 波長(zhǎng)為入的單色光垂直投射于縫寬為b，總縫數(shù)為N，光柵常數(shù)為d的光柵上，其光柵方程為（ ）A、bA、bsin0=砍B、(d-b)sin0=欣C、dsin0=fk D、Ndsin0=jX6、 以平行單色光從上向下投射于牛頓環(huán)裝置，并從上向下觀察，觀察到有許多明暗相間的同心圓環(huán)，這些圓環(huán)的特點(diǎn)為（ ）A、 接觸點(diǎn)是明的，明暗條紋是等距離的同心圓環(huán)B、 接觸點(diǎn)是明的，明暗條紋是不等距離的同心圓環(huán)C、 接觸點(diǎn)是暗的，明暗條紋是等距離的同心圓環(huán)D、 接觸點(diǎn)是暗的，明暗條紋是不等距離的同心圓環(huán)7、 楊氏實(shí)驗(yàn)裝置中，兩狹縫的間距為0.10cm，在80.0cm遠(yuǎn)的屏幕上出現(xiàn)亮紋的間距為0.048cm，則照亮狹縫的光波波長(zhǎng)應(yīng)為（ ）A、400nm B、500nm C、600nm D、700nm8、 有兩列頻率相同的光波在空間相遇疊加后，若產(chǎn)生干涉，應(yīng)具備的條件是（ ）。A、 兩光波的光矢量在相遇點(diǎn)有固定的位相差B、 兩光波的光矢量在相遇點(diǎn)振動(dòng)方向相同C、 兩光波光矢量在相遇點(diǎn)有固定的位相差，且沿同一方向振動(dòng)D、 兩光波有相同的傳播方向9、 一束自然光射向空氣與玻璃的交界面（空氣折射率1）,若入射角為60°時(shí)，反TOC\o"1-5"\h\z射光為線偏振光，則此玻璃的折射率為（ ）。A、3 B、、，2 C、％?，3 D、"310、 某光束通過(guò)四分之一波晶片后，一定能變?yōu)槠矫嫫窆?，這束光是（ ）。人、平面偏振光B、圓偏振光C、橢圓偏振光D、部分偏振光11、 愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程為hv=—mu2+W，該方程是根據(jù)哪一個(gè)假設(shè)導(dǎo)出2的？（ ）A、 光的波動(dòng)性B、 電子的波長(zhǎng)為X=—，式中p為電子的動(dòng)量PC、 當(dāng)電子在兩軌道之間躍遷時(shí)，發(fā)射光D、 電子吸收能量為E=hv的光子12、 在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n、厚度為d的透明介質(zhì)片。放入后，兩光束的光程差改變量為（）A、2（n-1）dB、2nd C、ndD、（n-1）d三、作圖題（每題4分）1、已知薄透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)F與F'及物P的位置，求像的位置P F oF，——? * * 2、已知凹面鏡的焦點(diǎn)F以及物AB的位置，求像的位置與大小。、已知一薄透鏡系統(tǒng)中S'是S的像，求薄透鏡的位置和兩個(gè)焦點(diǎn)，該薄透鏡是發(fā)散透鏡還是會(huì)聚透鏡？四、計(jì)算題1、 （10分）有一光闌孔徑為2.5cm，位于透鏡前1.5cm，透鏡焦距為3cm，孔徑4cm，物位于光闌前6cm處，試求：（1） 、光闌和透鏡哪一個(gè)是有效光闌；（2） 、入射光瞳和出射光瞳的位置和大小；（3） 、像的位置。2、 （10分）線偏振光垂直入射到一塊光軸平行于表面的方解石晶片上，光的振動(dòng)面和主截面成30o角，（1）試問(wèn)透射出來(lái)的兩束線偏振光的相對(duì)強(qiáng)度Io/Ie=?（2）用鈉光時(shí)，如要產(chǎn)生90。的位相差，晶片的最小厚度應(yīng)為多少？（入=589nm，療、658，neT.486）3、（12分）以白光正入射在一光柵上，將在衍射角為30o方向上觀察到600nm的第二級(jí)譜線，若能在該處分辨△人=0.005頃的兩條光譜線。試求：（1）、光柵常數(shù)d；（2）、光柵的縫數(shù)；（3）、用這塊光柵總共能看到600nm的幾條譜線？（第三級(jí)譜線缺級(jí)）

光學(xué)期末考試試卷（4）一、填空（共20分，每空2分）1、顯微鏡物鏡的橫向放大率為45倍，目鏡的放大率為10倍，則顯微鏡的放大倍數(shù)倍，顯微鏡目鏡焦距為。2、 當(dāng)自然光以57o的布儒斯特角入射到玻璃板上時(shí)，反射光為光，折射光為光，此時(shí)入射角與折射角之和為。3、波的現(xiàn)象是橫波區(qū)別于縱波的一個(gè)主要特征。4、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飽和光電流值與入射光成正比。5、 在觀察邁克爾遜干涉儀的干涉條紋（同心圓環(huán)）時(shí)，當(dāng)增加等效空氣膜的厚度，條紋將向（內(nèi)或外）移動(dòng)，當(dāng)?shù)刃Э諝饽さ暮穸茸兓?0.322!^時(shí)，中心處圓環(huán)變化（吞入或涌出）1024個(gè)，則入射波長(zhǎng)為。6、 將兩偏振片布置為起偏器和檢偏器，它們的透振方向之間的夾角300，令以強(qiáng)度為I0的自然光正入射起偏器，則透過(guò)檢偏器的光強(qiáng)為二、選擇題（共36分，每題3分）1、浸沒(méi)在油（n=1.10）中的有機(jī)玻璃（n=1.50）的臨界角是（ ）。A、=sin-1(1.10150)A、=sin-1(1.10150)B、.1.10i— c1.50C、i=tg-1(竺)

c1.10D、i=tg-1(H°)

c1.502、往某箱注水（折射率=1.33）到16cm深，并將一硬幣放到箱底，此硬幣到水面的視距（像的深度）為（）A、8cm B、12cm C、16cm D、21cmTOC\o"1-5"\h\z3、兩相干光的強(qiáng)度均為I，干涉產(chǎn)生的最大光強(qiáng)為（ ）A、IB、2I C、3ID、4I4、 將波長(zhǎng)為入的平行單色光垂直投射于一寬度為b的狹縫，若對(duì)應(yīng)于衍射圖樣的第一最小位置的衍射角。=30o，試問(wèn)縫寬b的大小等于（ ）A、入/2B、入C、2入D、3入5、 人眼觀察遠(yuǎn)處物體時(shí)，剛好能被眼睛分辨的兩物點(diǎn)對(duì)瞳孔中心的張角，稱為人眼的最小分辨角。若瞳孔直徑為D，光在空氣中的波長(zhǎng)為入，n為人眼玻璃狀液的折射率，則人眼的最小分辨角為（ ）A、1.22—B、— C、1.22立 D、0.61—\o"CurrentDocument"D D nD D6、 圓偏振光通過(guò)四分之一波晶片后，出射光為（ ）。人、平面偏振光B、圓偏振光C、橢圓偏振光D、部分偏振光7、 楊氏實(shí)驗(yàn)裝置中，光源的波長(zhǎng)為600nm，兩狹縫的間距為2mm，試問(wèn)在離縫300cm的一光屏上觀察到干涉圖樣的明條紋的間距為（ ）mm。A、4.5 B、0.9 C、3.1D、4.18、下述說(shuō)法不正確的是（ ）。人、雙折射晶體的光軸是晶體內(nèi)部的特定方向，并不限定某一條直線，光沿著這些特性方向傳播時(shí)，不發(fā)生雙折射8、 雙折射晶體光軸是一條特性直線C、沿著光軸的方向，o光和e光的傳播速度相同。、在雙折射現(xiàn)象中，遵守折射定律的那條折射光叫做尋常光線9、 在楊氏實(shí)驗(yàn)中，如果兩狹縫的間距加倍，則干涉圖樣中相鄰明條紋的間距（）A、加倍 B、為原來(lái)的四倍C、為原來(lái)的二分之一 D、為原來(lái)的四分之一10、在天文觀測(cè)中，為分清遠(yuǎn)處靠得很近的星體，對(duì)望遠(yuǎn)鏡的改進(jìn)措施是（）A.提高放大本領(lǐng) B.使用直徑更大的物鏡C.使用焦距更大的物鏡 D.使用焦距更小的物鏡11、 如圖所示，以波長(zhǎng)400?760nm的白光照射光柵，在它的衍射光譜中，第二級(jí)和第三級(jí)發(fā)生重迭，試問(wèn)第二級(jí)光譜被重迭部分的光譜范圍為（ ）nm？A、506.7?760 B、400?506.7 C、600~760D、400~600紅戶一3紅紫紫紅紫紫紅紫紫紅戶3紅J二Tj=-l0j=lj=212、假定S是單色光的點(diǎn)光源，P是屏幕上的給定點(diǎn)，那么此圖可能是（ ）A、菲捏耳衍射的實(shí)例 B、干涉的實(shí)例C、偏振的實(shí)例 。、夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)例

三、作圖題（每題4分）1、已知凸面鏡的焦點(diǎn)F以及物AB的位置，求像的位置與大小。2、已知薄透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)F與F'及物P的位置，求像的位置A3、畫(huà)出開(kāi)普勒天文望遠(yuǎn)鏡觀察極遠(yuǎn)處物體的光路圖。四、計(jì)算題1、（10分）一架開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡，物鏡和目鏡之間距離為20cm，若該望遠(yuǎn)鏡的放大本領(lǐng)為4,試求物鏡和目鏡的焦距各是多少？2、（12分）波長(zhǎng)為600nm的平行單色光垂直入射到光柵上，觀察到第二級(jí)明紋出現(xiàn)在sin02=0.2處，第四級(jí)缺級(jí)。求：①、光柵常數(shù)，②、光柵縫寬，③、最多能看到幾級(jí)光譜。3、（10分）兩塊磨光了的玻璃片之間一邊放一張厚紙，另一邊相互壓緊，玻璃片L長(zhǎng)10cm，用入=500nm的單色光垂直照射，測(cè)得干涉條紋間距為0.5mm，求紙片的厚度。一、 填空（共20分，每空2分）1、 1.5；2X108米/秒2、 10cm,60cm3、 f=12cm；曲率中心4、 不變；不變5、 線偏振光6、 低于二、 選擇題（每題3分）1、C； 2、A； 3、C;4、A; 5、C； 6、D； 7、C; 8、9、C;10、B;11、D; 12、A;三、 作圖題（每題4分）3、

四、計(jì)算題1、（10分）解:⑴因光闌前面沒(méi)有透鏡，故直接比較光闌與透鏡對(duì)物點(diǎn)的張角u=arctg2=arctg0.208 u^=arctg7^=arctg0.267?.?u<uL ..?光闌AB即為有效光闌⑵光闌AB為入射光瞳，位于透鏡前四、計(jì)算題1、（10分）解:⑴因光闌前面沒(méi)有透鏡，故直接比較光闌與透鏡對(duì)物點(diǎn)的張角u=arctg2=arctg0.208 u^=arctg7^=arctg0.267?.?u<uL ..?光闌AB即為有效光闌⑵光闌AB為入射光瞳，位于透鏡前1.5厘米處，孔徑為2.5厘米。出射光瞳是有效光闌AB通過(guò)透鏡所成的象：（3分）已知s=-1.5cm f’=3cm 代入sf (—1.5)x3 c = \——=—3cms+f (—1.5)+3（2分）得y'=&y=2x2.5=5cm（2分）即出射光瞳在透鏡前3厘米處，孔徑為5厘米。⑶象位置的計(jì)算：已知s=—7.5cm f'=3cm代入（1分）sf (—7.5)x3u = =5cms+f' (-7.5)+3（2分）2、（10分）解：（1）、線偏振光在晶體內(nèi)分為o光和e光，兩光的振幅為A=Asin300OA=Acos300 (2分)—=?= =tg2300=3（3分）I A2"cos300)=tg2300=3（3分）（2）、晶片產(chǎn)生的相位差為△中=手。廣勺）=§（2分），要產(chǎn)生90o的相位差，則晶片為四分之一波片，其最小厚度為7人 5.98x10一5l= \= / \=8.56x10-5cm （3分）4&-n）4x（1.658-1.486）3、（12分）解：①由光柵方程可知 dsin0=認(rèn)7 jX 2x600x10-9..?光柵常數(shù)d=——= — =2.4x10-6m（4分）sin0 0.5X②由分辨本領(lǐng)P=~^x=JNX

N=—

X

N=—

jAX6002x0.005=6x104③由光柵方程dsin0=jX.dsin0q,2400,

j= 〈一=± =4XX600考慮到缺級(jí)，故在光屏能看到0取j=3（3分）+1,+2級(jí)光譜線，共5條。一、 填空（共20分，每空2分）1、 -450倍；2.5cm2、 線偏振光；部分偏振光；90°3、 偏振4、 強(qiáng)度5、向外移動(dòng)； 波長(zhǎng)為628.9nm6、 I=0.375I0=3I0/8二、 選擇題（每題3分）1、A；21、A；2、B；3、D;4、C;7、B;8、B;9、C；10、B；5、A； 6、A；11、C； 12、D；三、作圖題（每題4分）3、四、計(jì)算題1、（10分）解：開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡是用兩個(gè)會(huì)聚透鏡來(lái)做的，且物鏡的像方焦點(diǎn)和目鏡的物方焦點(diǎn)相重合。故由已知條件可得一.一'…fi+f2=L=20如 （3分）（3分）M=—f（3分）J2f1'=16cm 即f2'=4cm （4分）2、（12分）解：①由光柵方程可知 dsin0=認(rèn)..?光柵常數(shù)d..?光柵常數(shù)d=sin02以_2X600X10-9=6x10_6m0.2（4分）dA②已知第四級(jí)缺級(jí)，則 =4b:.縫