1、本试卷共 14 页第 1 页 本试卷共 14 页第 2 页_级 _系 _专业 _班 姓名_学号_密封线_邯 郸 学 院 2009-2010 学 年 第 一 学 期2008 级 物 理 学 、 应 用 物 理 学 专 业 本 科 期 末 考 试 试 卷 (A)课程名称： 光学 任课教师：史淑惠 考试时间： 120 分钟考试性质（学生填写“”）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）题 号 一 二 三 四 总分满 分 18 18 14 50 100得 分阅卷人复核人一、选择题（每小题 3 分，共 18 分）1、一光束通过衍射光栅构成夫琅和费衍射，当光栅在光栅所在平面上沿刻线的垂直方向上作微小
2、移动，则衍射图样： （ ）A、作与光栅移动方向相同方向的移动B、作与光栅移动方向相反方向的移动C、中心不变，衍射图样变化 D、没有变化2、迈克耳逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率 n，厚度为 h 的透明介质片，放入后，两光束的光程差改变量为： （ ）A、2（n-1）h B、2nh C、nh D、 （n-1）h3、波长为 的单色光从空气垂直入射到折射率为 n 的透明薄膜上，要使反射光线得到增加，薄膜的厚度应为： （ ）A、 4B、 n4C、 2D、 n24、 屏上得到单缝夫琅和费衍射图样，当入射光波长变大时，中央最大值的宽度： （ ）A、变小 B、变大 C、不变5、晴朗的天空所以呈浅兰色，清晨日
3、出或傍晚日落的晨曦和晚霞呈现红色，其原因为： （ ）A、太阳光被大气所吸收 B、太阳光被大气所色散C、太阳光被大气所偏振 D、太阳光被大气所散射6、左旋圆偏振光垂直通过 2波片后，其出射光的偏振态为： （ ）A、右旋椭圆偏振光 B、右旋圆偏振光C、左旋椭圆偏振光 D、左旋圆偏振光二、填空题（每题 3 分，共 18 分）1、在空气中频率为 51014Hz 的单色光进入某种透明介质后波长变为 4000，则此介质的折射率为 ，光在介质内的频率为 。2、用迈克耳逊干涉仪测微小的位移，若入射光的波长 =5.89310 -7m，当动臂反射镜移动时，干涉条纹移动了 2048 条，反射镜移动的距离 d = m
4、 。3、设某远视眼的近点为 1.25m，他应戴的凸透镜的度数是 。4、在单轴晶体中光矢量振动方向垂直于主截面的光称 ，平行于主截面的光称 。5、显微镜物镜的横向放大率为 45 倍，目镜的视角放大率（即放大本领）为10 倍，则显微镜的放大本领为 倍。6、有两个偏振片平行共轴放置，偏振化方向的夹角为 30，光强度为 I 的自然光垂直入射，则经过第二个偏振片光强变为 。三、作图题（每小题 7 分，共 14 分）1、已知空气中薄透镜的焦点，作出物点 P 的象。满分 18得分满分 30得分满分 14得分本试卷共 14 页第 3 页 本试卷共 14 页第 4 页_级 _系 _专业 _班 姓名_学号_密封线
5、_2、作出方解石晶体内 o 光和 e 光的波面和传播方向。四、计算题（1、2 每小题 15 分，3、4 每小题 10 分，共 50 分）1、有一玻璃球，折射率 1.5，半径为 R，置于空气之中。问(1)物在无限远时经过球成像于何处?(2)物体在球前 1.5R 处，求像的位置及横向放大率。2、在杨氏双缝干涉实验中，(1)波长为 632.8nm 的激光射在缝的间距为0.022cm 的双缝上。求距缝 180cm 处的光屏上所形成的相邻两个干涉条纹的间距；(2)若缝的间距为 0.45cm，距缝 120cm 的光屏上所形成的相邻两个干涉条纹的间距为 0.015cm，求光源的波长并说明是什么颜色的光。3、
6、波长为 0.6m 的一束平行光垂直照射在宽度为 20m 的单缝上，透镜焦距为 20cm，求(1)零级夫琅和费衍射斑的半角宽度和线宽；(2)若缝宽缩小到8m，问第三级极小到中央的距离。4、使自然光通过两个透光方向成 60角的偏振片，透射光强为原光强的多少?满分 50得分本试卷共 14 页第 5 页 本试卷共 14 页第 6 页_级 _系 _专业 _班 姓名_学号_密封线_邯 郸 学 院 2009-2010 学 年 第 一 学 期2008 级 物 理 学 、 应 用 物 理 学 专 业 本 科 期 末 考 试 试 卷（ B）课程名称： 光学 任课教师：史淑惠 考试时间： 120 分钟考试性质（学生
7、填写“”）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）题 号 一 二 三 四 总分满 分 18 18 14 50 100得 分阅卷人复核人一、选择题（每小题 3 分，共 18 分）1、杨式双缝实验装置中，光源的波长为 6000。两狭缝的间距为 2mm。在离缝 300cm 的一光屏上，观察到干涉图样的明条纹的间距为： （ ）A 4.5mm B 4.1mm C 3.1mm D 0.9mm2、将折射率为 n1=1.5 的有机玻璃浸没在油中，而油的折射率为 n2=1.10，则临界角 i c 为： （ ）A、sin -1（1.10/1.50） B、1.10/1.50C、1.50/1.10 D、cos
8、-1（1.10/1.50）3、一菲涅耳波带片包含 16 个半波带，外半径 16=32mm，中央的第一个半波带的半径 1 等于： （ ）A、16mm B、8mm C、4mm D、2mm4、含有兰、绿、黄、红颜色的一束光照射到一衍射光栅上，偏离中心象最远的光是： （ ）A、兰 B、绿 C、黄 D、红5、自然光通过尼科耳棱镜后，出射光为： （ ）A、圆偏振光 B、部分偏振片C、振动面垂直于棱镜主平面的线偏振光D、振动面平行于棱镜主平面的完全偏振光6、光电效应中的红限依赖于： （ ）A、入射光的强度 B、入射光的频率C、金属的逸出功 D、入射光的颜色二、填空题（每小题 3 分，共 18 分）1、一平凸
9、透镜放在一平晶上，以波长 =5.89310 -7m 的单色光垂直照射其上，测量该装置的牛顿环，测得从中央数起第 亮环的弦长为 = m，kkL310第 +5 亮光环弦长 = m，则平凸透镜的球面半径 R = k5kL3106.4m。2、深度为 h 的水(n=4/3)杯底有一点物，人站在上面垂直向下看到点物的深度是 。3、真空中光速为 c，介质中光速为 v，介质的折射率为 ，在介质中通过距离 的光程是 。l4、按光源和光源到障碍物的距离的不同将衍射分为两类，如果光源和光屏距满分 18得分满分 18得分本试卷共 14 页第 7 页 本试卷共 14 页第 8 页_级 _系 _专业 _班 姓名_学号_密
10、封线_障碍物都很远，这种平行光的衍射称为 衍射，如果光源和光屏距障碍物为有限，称为 衍射。5、将两个偏振片布置为起偏器和检偏器，它们的透振方向之间的夹角为 30，今以强度为 I0 的自然光正入射起偏器，则透过检偏器的光强为 。6、在光栅衍射中，若 +b =3 =8.010-6m,当用 =7.010 -7m 的红光垂直照a射时，单缝衍射中央亮纹区出现的衍射明纹数为 。 三、作图题（每小题 7 分，共 14 分）1、已知空气中薄透镜的焦点，作出物点 P 的象。2、作出方解石晶体内 o 光和 e 光的波面和传播方向。四、计算题（1、4 每小题 10 分，2、3 每小题 15 分，共 50 分）1、一
11、个 1.2cm 高的物体，放在离凹球面镜前 0.05m 处，凹球面镜的曲率半径为 0.20m，试确定像的位置和性质。2、在牛顿环实验中，透镜的曲率半径为 50m，而透镜的直径为 20cm，使用的光波波长为 589nm。问：(1) 在空气中可以产生多少个环形干涉条纹?(2) 把透镜与玻璃板之间充以水(n=1.33) 时，可以产生多少个环形干涉条纹?(设透镜凸面与平板玻璃为良好接触)3、已知平面透射光栅狭缝的宽度 ，若以波长mb310582.的 He-Ne 激光垂直入射在此光栅上，发现第四级缺级，会聚透nm8.62镜的焦距为 1.5m，试求：(1)屏幕上第一级亮条纹与第二级亮条纹的距离；(2)屏幕
12、上所呈现的全部亮条纹数。 满分 14得分满分 50得分本试卷共 14 页第 9 页 本试卷共 14 页第 10 页_级 _系 _专业 _班 姓名_学号_密封线_2384214、波长 =5.893nm 的一束左旋圆偏振光垂直入射到 5.14110-14cm 厚的方解石波晶片上，试问透射光束具有什么样的偏振态。已知 no =1.65836，n e =1.48641。邯 郸 学 院 2009-2010 学 年 第 一 学 期2008 级 物 理 学 、 应 用 物 理 学 专 业 本 科 期 末 考 试（ A）答 案 及 评 分 标 准课程名称：光学 任课教师：史淑惠 时间：120 分一、选择题（每
13、选 3 分，共 18 分）1、D 2、A 3、B 4、B 5、D 6、B二、填空题（每小题 3 分，共 18 分）1、1.5 510 14Hz 2、 3、 320 4103.4、o 光 e 光 5、450 6、 I83三、作图题（每小题 7 分，共计 14 分）四、计算题（15151010 分,共 50 分）1、 解：已知n1=1.0， =1.5， =1.0，r 1=R，r 2=-R。112n(1)物在无限远时，对第一折射面，s 1=R0.5.1即 Rs3同样，对第二折射球面 s2=s 1-2R=R，有s.2即 2 （5分）无限远处的物体将成像于球外离第二折射表面 0.5R 处，此即球的第二焦
14、点。(2)物在球前 1.5R 处，s 1=-1.5R，由第一折射球面，有 R0.5.5.1即 Rs914.1.91sn对于第二折射球面， ds22Rs5.2, R4（5分）8310.42sn本试卷共 14 页第 11 页 本试卷共 14 页第 12 页_级 _系 _专业 _班 姓名_学号_密封线_mfl2210. 03.1bj021286cosII总的横向放大率 形成倒立的放大的实像。 （5 分）2、 解：(1)根据题中给的已知条件，=632.810 -9m，d=0.02210 -2m，r 0=18010-2m，代入公式(4-14) （7 分） cdry 52.018.632102.890 (
15、2)已知 d=0.45cm,r 0=120cm,y=0.015cm ，根据公式(4-14)推nmyr5.40( 黄光) （8 分）3、解：(1)=0.6m b=20m f=20cm 根据公式可知零级夫琅和费衍射斑的半 角宽度屏上中央零级条纹的线宽度根据公式得（5 分）(2)若缝宽缩小，则条纹向外扩展，条纹宽度变大，根据(5-19)式jbsin其中 b=8m =0.6m j=3rad25.0863sin3cmfl 5.42.0/3（5 分）4、解：设自然光光强为 0I，自然光通过第一个偏振片后光强为 1I则 （5 分）012I 由题意，第一偏振片出射的光是平面偏振光，振动方向与 P1相同。并与
16、P2夹角为 60，根据马吕斯定律：通过第二个偏振片的光强 2I为 （ 5 分 ） 邯 郸 学 院 2009-2010 学 年 第 一 学 期2008 级 物 理 学 、 应 用 物 理 学 专 业 本 科 期 末 考 试（ B）答 案 及 评 分 标 准课程名称：光学 任课教师：史淑惠 时间：120 分一、 选择题（每选 3 分，共计 18 分）1、D 2、A 3、B 4、D 5、D 6、C二、填空题（每小题 3 分，共计 18 分）1、1.03m 2、 3、 hVl4、远场衍射（夫琅禾费衍射） 近场衍射（菲涅尔衍射） 5、 083I6、3三、作图题（每小题 7 分，共计 14 分）四、计算题
17、（共计 50 分）1、解：光线自左向右进行，如图 1-19 所示，s= -0.05m, r=-0.20msr12本试卷共 14 页第 13 页 本试卷共 14 页第 14 页_级 _系 _专业 _班 姓名_学号_密封线_05.12.ms.根据符号法则判定，像在 O 点右侧距 O 点 0.10m 处，横向放大率 （5 分）205.1sy像是正立的放大的虚像，像的大小 y得 my024.1.2 （5 分）2、解：根据牛顿环亮环半径公式得Rjr21j=0，1，2，3(1) 5.3210518927Rrj（7 分）亮纹的最大级次为 33 级，有 34 个完整的亮纹。(2)装置放在水中7.4210518
18、93.272Rnrj亮纹的最大级次为 44 级，出现 45 条完整的亮环。 （8 分）3、解：(1)设透射光栅中相邻两缝间不透明部分的宽度均等于 a，光栅常数 d=a+b，当d=4b 时，级数为4，8，12，的谱线都消失，即缺级，故光栅常数 d 为： d=4b=6.32810-3mm由光栅方程可知第一级亮条纹与第二级亮条纹距中央亮条纹的角距离(即衍射角)分别为：d2sin,si1若会聚透镜的焦距为 f，则第一级亮条纹与第二级亮条纹距中央亮条纹的线距离分别为： 2211,tgfxtfx当 很小时， ，则， dff,21 （5 分）在屏幕上第一级与第二级亮条纹的间距近似为150328.62 37d
19、Ffdfx=150mm=15cm （5 分）(2)由光栅方程 jsin可得 代入sin=1 可得sidj代入 1i得0328.673考虑到缺级 j=4，8，则屏幕上显现的全部亮条纹数为2(9-2)+1=15这里 j=10 级时sin=1 ，对应衍射角 2，故无法观察到。 （5 分）4、解：左旋圆偏振光的电矢量的分量为Ex=AocostEy=Aosint按题意可以算得出射时 e 光和 o 光之间的位相差为 （5 分） 3105894.7.2n3edo显然方解石波晶片是半波片，透射光的分量将是 Ex=AocostEy=Aosin(t+3)=-Aosint它表示的是右旋圆偏振光。由此可见，半波片使左旋圆偏振光转变成右旋圆偏振光了。 （5 分）
