光学复习题
一、 选择题
1.一束波长为λ的光线,投射到一双缝上,在屏上形成明暗相间的干涉条纹,如果屏上P点是第一级暗纹所在位置,则光程差δ=r'-r为:
(A) 2λ, (B)3λ/2, (C)λ, (D)λ/4.
2.如图所示,若劈形薄膜等厚干涉的明纹条件是:2n1=(2k+1)λ/2, 其中k为整数,λ为入射光的波长,则:
(A)n>n'>n'', (B)n
涉图样,如图所示。现逐渐向箱子灌油,浸入油中的条纹怎样变化?
(A)条纹间距变宽, (B)条纹间距变密, (C)条纹间距不变, (D)条纹消失.
4.杨氏实验装置中,光源的波长为6000?,两狭缝的间距为2mm,试问在距离为300cm的 光屏上观察到干涉图样的明条纹的间距为多少mm?
(A)4.5, (B)0.9, (C)3.1, (D)4.1.
5.如图所示,已知SP=r,S'P=r',则由相干光源S,S'发出的光波到达屏幕上P点时的光程差 为:
(A) (r'+n't')-(r+nt),
(B) [r'+(n'-1)t']-[r+(n-1)t],
(C) (r'-n't')-(r-nt).
6.光在真空中的传播速度为3×108m/s,频率为5×1014Hz的单色光,在折射率为n=1.5的 玻璃中的波长为:
(A)4000?, (B)5000?, (C)6000?, (D)7000 ?.
7.在迈克尔逊干涉仪的一臂中,放一折射率为n,厚度为l的膜片后,引起光程差的改变量 为:
(A)nl, (B)(n-1)l, (C)(2n-1)l, (D)2(n-1)l.
8.牛顿环实验装置是用一平凸透镜置于一平板玻璃上,今以一平行单色光从上向下投射, 并从上向下观察,观察到有许多明暗相间的同心圆环,这些圆环的特点是： (A)、接触点是明的,明暗条纹是等距离的圆环；
(B)、接触点是明的,明暗条纹是不等距离的同心圆环； (C)、接触点是暗的,明暗条纹是等距离的同心圆环； (D)、接触点是暗的,明暗条纹是不等距离的同心圆环。
9.一束波长为λ的单色光,从空气中垂直入射到折射率为n的透明薄膜上,要使反射光得 到加强,薄膜最小厚度为：
(A)、λ/4； (B)、λ/4n； (C)、λ/4； (D)、λ/2n。
10.一束光通过衍射光栅构成夫朗和费衍射,当光栅在光栅所在平面上沿刻线的垂直方向 上作微小移动时,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的移动； (C)、中心不变,衍射图样变化；
(D)、没有变化。
11.波长为λ的平行单色光垂直照射在一缝宽为b的狭缝上,若对应于衍射图样的第一最 小位置的衍射角θ=π/6,试问缝宽b的大小等于多少? (A)、λ/2； (B)、λ； (C)、2λ； (D)、3λ。
12.若用适当波长的单色线偏振光,分别垂直照射在四分之一波片和二分之一波片上,一 般说来,透过四分之一波片和透过二分之一波片的o光和e光分别迭加后： (A)、两者都是椭圆偏振光；
(B)、前者是椭圆偏振光,后者是线偏振光； (C)、前者是线偏振光,后者是椭圆偏振光； (D)、两者都是线偏振光。
13.若用一片能通过光的薄云母片将杨氏双缝干涉实验装置中的上面狭缝盖住,则: (A)干涉条纹宽度不变,但要上移, (B)干涉条纹宽度不变,但要下移, (C)干涉条纹消失.
14.当入射光线以30°角入射到光栅上,Po点是屏幕的中点.则衍射光谱:
(A) 以Po点为中心,上下对称分布,
(B) 上下不对称,上面条纹多,下面条纹少, (C)上下不对称,上面条纹少,下面条纹多.
15. 以波长4000-8000?的光垂直照射在光栅上,在它的衍射光谱中,第二级和第三级发生重迭.试问第三级光谱被重迭部分的光谱范围为多少??
(A)5333-8000, (B)4000-5333, (C)6000-8000, (D)4000-6000.
16. 空气中的波长为λ的平行光,垂直入射在透明薄膜上(折射率为n),设薄膜处于折射率为n。的介质中,且n>n。，若使反射光抵消,其薄膜的厚度为:
(A)λ/4, (B)λ/4n, (C)λ/2, (D)λ/2n.
17. 波长为5200?，照射到2000条/cm的平面衍射光栅上,试求第一级衍射最大对应的衍射角近似为多少度?
(A)3, (B)6, (C)9, (D)12.
18.单缝衍射实验中,当缝的宽度变窄时,屏幕上中央明纹的半角宽度
(A)变小, (B)变大, (C)不变.
19. 两块光学平板玻璃,一端放一根细圆柱棒,组成空气劈尖,用单色平行光垂直照射到玻璃上,当圆柱向右平移时,则:
(1) 干涉条纹: (A)向右移动; (B)向左移动; (C)不动. (2) 条纹间距: (A)变窄; (B)变宽; (C)不变.
20. 在杨氏双缝干涉实验中,如果两缝之间距离增大一倍,则干涉图样中相邻明纹的最大值之间距将为原来的:
(A)二倍, (B)四倍, (C)二分之一, (D)四分之一倍.
21. 一束波长为λ的光线,投射到一双缝上,在屏上形成明暗相间的干涉条纹,如果屏上P点是第一级暗纹所在位置,则光程差δ=r'-r为: (A)2λ, (B)3λ/2, (C)λ, (D)λ/4.
-8
22.用一单色光垂直照射平面肥皂膜上,膜的折射率n=1.33,膜的厚度为10.0×10m,如果在反射光中恰好产生第一级(k=1)干涉加强,则肥皂膜呈现:
(A) 红色, (B)紫色, (C)绿色, (D)白色.
23. 若双星发光的波长为5400?,试问以孔径为127cm的望镜来分辨双星的最小角距θ为多少rad?
-3-5-7-8
(A)3.2×10, (B)1.8×10, (C)5.2×10, (D)4.3×10.
24．严格讲,空气的折射率大于1,因此在牛顿环实验中,若将玻璃层中的空气逐渐抽去,而成为真空,则干涉圆环将:
(A)变大, (B)变小, (C)不变, (D)消失. ＼(A)＼
25．一束波长为λ的单色光,从空气中垂直入射到折射率为n的透明薄膜上,要使反射 光得到减弱,薄膜最小厚度为：
(A)、λ/4； (B)、λ/4n； (C)、λ/4； (D)、λ/2n。 26．观察牛顿环时,当透镜和平面玻璃之间的媒质为空气时,视场中某点P是12级暗纹。若中间的媒质换成水(n=4/3)时,此p点是:
(A)亮的, (B)暗的, (C)不明不暗的.
27．借助于玻璃表面上涂的折射率为n=1.38的MgF2透明薄膜,可以减少折射率为n'=1.60的玻璃表面的反射,若波长为5000 ?,为了实现最小的反射,试问此透明薄膜的厚度至少为多少??
(A)50, (B)300, (C)906, (D)2500.
28．试问长度为10cm,2000条/cm的平面衍射光栅能够分辨5000 ?附近的一级光谱的波长间隔为多少??
(A)0.025, (B)0.25, (C)2.5, (D)25.
29.在杨氏双缝干涉实验中,如果两缝之间距离增大一倍,则干涉图样中相邻明纹的最大值之间距将为原来的:
(A) 二倍, (B)四倍, (C)二分之一, (D)四分之一倍.
30.用劈尖干涉检测工件的表面,当波长为λ的单色光垂直入射
时,观察到干条纹如图所示,图中每一条纹弯曲部分的顶点恰好与左边相邻的直线部分的连线相切。由图可见工件表面：
(A)有一凹陷的沟,深为λ/4, (B)有一凹陷的沟,深为λ/2, (C)有一凸起的埂,高为λ/2, (D)有一凸起的埂,高为λ.
31.波长λ＝5000?垂直照射到缝宽b＝0.25mm的单缝,衍射图样中,中央亮条纹两旁第三暗条纹间距离为3mm,则焦距f为:
(A)25cm, (B)50cm, (C)2.5cm, (D)5cm.
32.以波长4000-8000?的光垂直照射在光栅上,在它的衍射光谱中,第二级和第三级发生重迭.试问第二级光谱被重迭部分的光谱范围为多少??＼
(A)5333-8000, (B)4000-5333, (C)6000-8000, (D)4000-6000. 33.单缝衍射中,如果缝宽b加大,则相邻明条纹间的距离将: (A)变小, (B)变大, (C)不变.
34.在杨氏双缝干涉装置中,入射光波长为λ,若P为二级亮纹所在位置,试问双逢在屏幕上P处的光程差为下列各值的哪一个?
(A)λ/2, (B)λ, (C)2λ/3, (D)2λ.
35.若用一片能通过光的薄云母片将杨氏双缝干涉实验装置中的上面狭缝盖住,则: (A)干涉条纹宽度不变,但要上移, (B)干涉条纹宽度不变,但要下移, (C)干涉条纹消失. 36.杨氏双缝实验中
(1)若两缝之间的距离加大,则干涉条纹将: (A)变密;(B)变疏;(C)不变. (2)若入射光的波长增大,则干涉条纹将: (A)变密;(B)变疏;(C)不变.
37.用He-Na激光(λ=6328?)作光源,迈克尔逊干涉仪中的M2反射镜移动一段距离,这时数得干涉条纹移动了792条,则M2移过的距离Δh为多少mm? (A)1.0000, (B)0.2506, (C)1.5000.
38.当劈尖薄膜的折射率n变大时,则 (1) 干涉条纹:(A)向棱边移动;(B)远离棱边移动;(C)不变.
(2)条纹间距:(A)变宽;(B)变窄;(C)不变.
39.若平行光经玻璃球后会聚于后表面，则玻璃球的折射率为 (A)1.0, (B)1.5 (C)1.7 (D)2.0 40.要成放大二倍的虚像，物体应放在透镜前
(A)0.5倍焦距处 (B)1.0倍焦距处 (C)1.5倍焦距处 (D)2.0倍焦距处 二、填充题
1. ___________为+1的一对理想光具组的共轭点称为_______;_____为+1的一对理 想光具组的共轭点称为_______。_______,_______,_______称为光具组的基平面.而节点坐 标为____________,______________.
2. 甲物体的衍射图样的________与乙物体的衍射图样的_________重合时,人眼(或光 学仪器)恰能这两个物体(的象).由瑞利判据可定出最小分辨角为____________,其倒数称为 ___________.
3. 物镜____________的能力称为物镜的聚光本领,它可用______________来度量.显微 镜的聚光本领决定于物镜的____________;望远镜的聚光本领决定于物镜的____________; 照象机的F数:F＝___________,其中______为光圈直径.
4. 光照射到两种介质的分界面上,若__________与___________垂直,则反射光是线偏 振光,此时的入射角叫__________,它满足关系式___________，这一规律称为__________。 5. 光在______媒质中传播,遇到______媒质发生反射时,在_____或_____两种情况下, 入射光与反射光的振动方向相反的现象称为__________.
6.自然光通过偏振片后光强为____________;线偏振光照射到偏振片上时,若线偏振光的振动面与偏振片的偏振化方向的夹角为θ,则透过偏振片的光为___________________,其光强为_______________.(式中Io为入射光的强度)
7.惠更斯--菲涅耳原理的数学形式是_____________________
8.一人的远点是1m,需配____________度的眼镜才能看清远处;另一人的近点是2m,看书时需戴___________度的眼镜.
9.光照射到非均匀薄膜上,薄膜上下表面反射的光产生干涉,干涉条纹是______________,这种干涉称为__________.＼薄膜的等厚度线 等厚干涉＼
10.光学仪器所成的象对人眼的张角U'与______________对人眼的张角U之比M＝U'/U称为光学仪器的__________.显微镜的M＝____________,望眼镜的M＝___________.＼物在象的位置时 放大本领 (25Δ)/(f1'f2') f1'/f2' ＼
11. 单色光照射时,谱线的半角宽度为Δθ＝_____________;而复色光照射时波长不同的同级谱线的集合称为_______________.λ/(Ndcosθ) 光栅光谱＼
12. 当光从___媒质传播到____质中时,若入射角______临界角ic＝__________,则只有反射光没有折射光,这一现象称为________.＼密 疏 大于 arcsin(n2/n1) 全反射
13.若平行光束倾斜地入射到光栅上,入射方向和光栅平面法线之间的夹角为θo,则光栅方程为__________________.＼d(sinθ±sinθo)＝jλ＼
14.光照射到各向异性介质的表面上产生两束折射光,其中一束光遵守折射定律,称为_____,简称o光;另一束光不遵守折射定律称为_______,简称e光.o光的振动面__________,e光的振动面__________________.这种现象称为____________________.＼寻
常光 非常光 垂直于自己的主截面 平行于自己的主截面 双折射(现象)＼
15.光照射到金属表面上,电子从金属中逸出的现象称为_____________.它遵守爱因斯坦方程,即______________.＼光电效应 hv＝mv ＋w.＼＼
16. 光照射到均匀薄膜上,薄膜上下表面反射的光产生干涉,干涉条纹是______________,这种干涉称为__________.＼入射光的等倾角线 等倾干涉＼
17.干涉条纹的可见度定义为__________________________.＼V＝[I(max)-I(min)]/[I(max)+I(min)]＼
18. 光在______媒质中传播,遇到______媒质发生反射时,在_____或_____两种情况下,入射光与反射光的振动方向相反的现象称为__________.＼光疏 光密 正射 掠射 半波损失＼
19.偏振光的偏振度定义为__________________________.＼p＝[I(max)-I(min)]/[I(max)+I(min)]＼
20．两列光波相干叠加的条件是_______________、_______________、___________;能观察到干涉条纹的补充条件是_______________、_______________、___________.
21．光的衍射现象是_________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 22．折射定律表述为_________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
23．理想成象的条件是________________________,_____________________________；满足理想成象的光具组称为____________________________________________________。
24．______________________________________________________的光称为线偏振光。______________________________________________________________的光称为自然光。
25．___________________________________________________的光称为部分偏振光。___________________________________________________________的光称为椭圆偏振光。
26．根据公式_____________________测出顶角和最小偏向角可以测量棱镜的折射率。 27．单心光束经光学系统后不交于一点，而交于__________________________的现象称为__________________________。
28．激光是_______________________________________的光，英文写为_____________. 29．产生激光的条件是实现_____________和_____________；激光的特点是__________ ___________、_________________、_____________________、_____________________。
30．_______________________________________称为全息照相，全息照相记录了物体反射光的_____________________和_____________________。
31. 光和物质的相互作用主要包括____________、____________、____________、 ___________等四个方面.
选择题答案：
1B，2C，3B，4B，5B，6A，7D，8D，9B，10D，11C，12B，13A，14C，15B，16D，17B，18B，19AB，20C，21B，22C，23C，24A，25D，26B，27C，28B，29C，30B，31A，32C，33A，34D，35A，36AB，37B，38AB，39D，40A。
三、作图(用作图法求图中物P的像P')或完成光路
2
四.计算和综合题
1. 用单色光观察牛顿环, 测得某一亮环的直径为3mm, 在它外边第5个亮环
的直径为4.6mm ,所用平凸透镜凸面曲率半径为1.03m, 求此单色光的波长.
2. 用可见光(4000-7600?) 照射光栅时，一级光谱和二级光谱是否重叠？
二级和三级是否重叠？若重叠，则重叠范围是多少?
3. 要成⑴放大四倍的倒立实像⑵放大四倍的正立虚像；物体应放置于透镜
（焦距为20cm）前何处？作图证明结果。
4.使自然光通过两个偏振化方向夹角为60°的偏振片时,透镜射光强为I0
,今在这两个偏振片之间再插入一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片 均成30°角,问此时透射光强I是I0的多少倍?
5. 波长为5000埃的绿光投射在间距d为0.022cm的双逢上,距离180cm处的 光屏上形成干涉条纹,求两个亮条纹之间的距离。若改用波长为7000埃的 红光投射在此双缝上,两个亮纹之间的距离又为多少?算出这两种光第二级 亮条纹位置的差距。
6. 用波长为6240埃的单色光照射一光栅上，已知该光栅的缝宽b为0.012mm ,不透明部分的宽度a为0.029mm,缝数N为1000条.求:(1)单缝衍射花样的中 央角宽度;(2)单缝衍射花样中央宽度内能看到多少级光谱?(3)谱线的半宽 度为多少?
7. 实物与光屏间的距离为L,在中间某一位置放一个凸透镜,可使实物的象 清晰地投于屏上.将透镜移过距离d之后,屏上又出现一个清晰的象.(1)试 计算两次象的大小之比;(2)证明透镜的焦距为(L2-d2)/4L;(3)证明L不 能小于透镜焦距的四倍。
8.拟制一个人4倍的望眼镜，已有一个焦距为60cm的物镜，问，在（1）开普勒型望眼 镜中（2）伽里略望眼镜中，目镜焦距及镜筒长度为多少？
9. 求惠更斯目镜（f1:f2:d=3:1:2）的焦点和主点的位置，并图示结果。
10．现有三束光是(A)自然光、(B)线偏振光、(C)圆偏振光，试将它们检定出来（写出检定 依据和检定步骤）。