F F’ P

四.论述题(10分)

试论述干涉和衍射的区别与联系,试用杨氏双缝干涉实验加以说明. 一. 计算题(每题10分,共40分)

1. 空气中双凹厚透镜的两个凹面半径r1和r2分别为-8厘米和7厘米, 沿主轴的厚度为2厘米. 玻璃折射率n 为1.5. 求焦点和主平面位置, 一物点位于焦点F?处, 求其象点位置.

2.比耶对切透镜是由焦距为f=10厘米的薄会聚透镜从中间截取宽度为a后剩下的两个半截对接构成. 在距其x=3/2 f处置一宽度为b的缝状光源, 发出的光波长为597nm, 缝上不同点所辐射的光是不相干的. 在对切透镜的另一侧L=330厘米处置观察屏, 试问当狭缝的宽度为多少时, 屏上干涉条纹消失?

3. 用一个每毫米有500条缝的衍射光栅观察钠光夫朗和费谱线(589nm), 问平行光 (1) 垂直入射 和 (2) 以入射角30?入射时, 最多能看到第几级谱线?

4.把一个棱角为0.33?的石英劈尖, 其光轴平行于棱, 放置在正交的尼科耳棱镜之间. 当λ=656.3nm的光通过这个装置时, 产生干涉. 试计算相邻两条纹间的距离. 已知该波长入射时, 石英的折射率ne=1.55, no=1.54.

《光学》期终试卷（三）

一、选择题(每小题2.5分,共25分 每小题只有一个正确答案)

1.一个置于空气中的非对称薄透镜，在其光轴上产生一个点状物体的象点，如果将此 透镜翻转过来（沿通过透镜中心且垂直于光轴的铅垂轴转过1800），象距将 A．不变 B．变大 C．变小 Ｄ．无法确定 2、下列说法正确的是（ ）

A． 对单个凸透镜光学系统来说，入射光和出射光相互平行，说明入射光必经过凸透镜的光心；

B． 入射光和出射光相互平行，说明其角放大率为+1； C． 入射光和出射光相互平行，说明入射光必经过节点； D． 入射光和出射光相互平行，说明入射光必经过主点。

3、利用迈克耳孙干涉仪获得等倾干涉条纹，增大干涉条纹的间距的方法有

A． 增大等效空气层的厚度h B．减小入射光的波长 C. 减小等效空气层的厚度h D．以上说法都不对 4、光强都为I0的两列相干波发生相长干涉时，其光强度是 A．2 I0 B．4 I0 C．I0 D．2I0

5、由太阳光在雨滴上的作用而产生虹的原因是

A． 仅在于反射 B．仅在于折射 C．反射和衍射

D．反射和折射 E．反射和干涉

6.用单色光做单缝衍射实验时，当缝的宽度比单色光的波长大很多时，观察不到衍射条 纹，这是因为

A． 零级条纹集中了太多的光能，其它高级次极大不明显 B． 光程差太大，以致衍射光之间几乎不相干

C． 各条纹的衍射角太小，几乎重叠在一起，以致不能分辩 D． 以上都不对

7、在光栅光谱中，下列描述正确的是

A． 级次越高，各种波长谱线展得越开，谱线越宽 B． 级次越高，各种波长谱线展得越开，谱线越窄 C． 级次越高，各种波长谱线越展不开，谱线越窄 D． 级次越高，各种波长谱线越展不开，谱线越宽

8、为正常眼调好的显微镜，当近视眼的人使用时，应怎样调节？ A． 减小物距 B．增大物距 C．缩短镜筒 D．拉长镜筒 9.右旋椭圆偏振光垂直通过1波片后，其出射光为

2 A.左旋圆偏振光 B．线偏振光

C．右旋椭圆偏振光 D．左旋椭圆偏振光 10、关于晶体主平面，下列说法正确的是

A． 主平面是光轴和晶面法线所确定的平面

B． 主平面是晶体内光线和晶面法线所确定的平面 C． 主平面是光轴和晶体内光线所确定的平面 D． 以上说法都不正确 E．

二、填空题（每小题2分，共20分）

1、用波长为650nm之红色光作杨氏双缝干涉实验，已知狭缝相距10- 4 m 从屏幕上量得 相邻亮条纹间距为1cm，则狭缝到屏幕间距为 ① m。

2、当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间充以液体时，则第10个亮环的直径由1.4cm变 为1.27cm，故这种液体的折射率为 ② 。 3、如图所示，将凸透镜L的主轴与X轴重合，

Y 光心O就是坐标原点，透镜焦距为10cm，现有 一平面镜M置于y= - 2cm，x>0的位置处，则光 L 源P应位于 ③ 处，才使眼睛从平面镜反 O 〃

射光中看到最后的像位于P(-10cm,-12cm) -2 x 4、将折射率为n=1.50的玻璃构成的薄凸透镜完 P(-10,-12) M 〃

全浸入折射率为n′=4的水中时，试问透镜的焦

3距f′与空气中的薄凸透镜焦距f0之比值为 ④ 。

5、波长为入=5460 ?的单色平行光垂直投射于缝宽a为0.10mm的单缝上，在缝后置一焦距为50cm，折射率为1.54的凸透镜。若将该装置浸入水中，试问夫浪和费衍射中央亮条纹的宽度为 ⑤ mm。

6、若一个菲涅耳波带片只将前五个偶数半波带挡住，其余地方都开放，则衍射场中心强度与自由传播时之比为 ⑥ 。

7、已知水晶对钠黄光的旋光度α为21.75/mm,则左右旋园偏振光折射率之差Δn为 ⑦ 。 8、在直径为3m的园桌中心上面2m高处挂一盏发光强度为200cd的电灯，园桌边缘的照度为 ⑧ lx。

9、波长λ为0.10 ?的X射线光子迎头撞击电子后反冲回来，则电子获得的动能为 ⑨ J 。

0

10、若光在某种介质中的全反射临界角为45，求光从空气射到该介质界面时的布儒斯特角为 ⑩ 。

三、试用作图法找到像的位置及大小（5分）

0

Q P Hˊ F Fˊ H 四、论述题（10分）

从惠更斯原理，惠更斯――菲涅耳原理至基尔霍夫衍射理论是如何发展起来的？

五.计算题(每题10分,共40分)

1.已知置于空气中的半玻璃球, 其曲率半径为r, 折射率为1.5 , 平面一边镀以银. 如图所示, 一物体PQ, 放在曲面顶点的前面3r处. 求: (a). 由球面所造成的第一个象的位置. Q

(b). 经反射镜所造成象的位置. P r (c). 经整个光组成象的位置. 3r 2. 如图所示, A为平凸透镜, B为平板玻璃板, C为金属柱, D为框架, AB之间有空隙, 图中绘出的是接触的情况. 而A固结在框架的边缘 A 上. 温度变化时,C发生收缩, 而A、B、D都假设不发生收缩. 用 B 波长为633nm的激光垂直照射.试问: 在温度变化时, 若观察到10个 D C 亮条纹移到中央而消失, 问C的长度变化了多少毫米?

3.一光栅的光栅常数d=4mm, 总宽度W=10cm, 现有波长为500nm和500.01nm的平面波垂直照射到这块光栅上, 选定光栅在第二级工作. 问这两条谱线分开多大的角度? 能否分辨此双线?

4.平行于光轴切割的一块方解石晶片, 被放置在一对尼科耳棱镜之间, 光轴方向与两个棱镜主截面均成15?角, 求:

(1) 从方解石射出的o光和e光的振幅和光强;

(2) 投影于第二个尼科耳棱镜的 o光和e光的振幅和光强; 设入射的自然光的光强为I0=A2.

《光学》试卷(四)

一、选择题：(每小题2.5分,共25分 每小题只有一个正确答案)

１.一薄凸透镜的焦距大小为f1，一薄凹透镜的焦距大小为f２，满足什么条件才能使平行光入射两透镜组合的系统后出射光仍为平行光？

A.f1 < f2 B.f1 = f2 C.f1 > f2 D.以上全都可以 ２.关于物和像，下列说法正确的是： A.入射光是从物体上发出来的光线; B.像点就是出射光线的会聚点;

C.一个理想成像光学系统对一个物点来说必定只有一个对应的像点; D.因为光路是可逆的,所以一个像点同时也是一个物点。 ３.在牛顿环实验中,要增大干涉条纹的间距可以 A.增大平面玻璃与透镜球面之间的折射率; B.增大透镜球面的曲率半径; C.缩小入射光的波长;

D.增大平面玻璃与透镜球面之间的距离。

４.有两束相干光相遇而产生干涉现象,下列哪个因素对干涉条纹的可见度没有影响 A.振幅大小 B.振动方向 C.频宽 D.波长长短 ５.天空中的蓝色可以认为是下列的哪一种原因引起的? A.太阳光受大气的散射; B. 太阳光受大气的折射; C.太阳光在小水滴内的全反射; D.太阳光的吸收; E.太阳光受大气中微粒的衍射。

６.用单色光做单缝衍射实验时,单缝的宽度比单色光波长小很多时,观察不到衍射条纹,是

因为

A.衍射光太弱

B.衍射角太大,以致只能观察到零级条纹的一部分 C.各级衍射条纹都重叠在一起,分辨不清 D.以上都不对

７.光栅中透明缝的宽度与不透明缝的宽度相等时,除中央亮条纹外,哪些亮纹将不出 现?

A.所有偶数级 B.所有奇数级 C.±2级 D. ±1级

８.调准一架望远镜,使它具有最大的放大本领和最大的视场,下面哪种叙述是正确的? A.通过物镜形成的实像在它的焦平面上 B.通过目镜形成的虚像在眼睛的明视距离处

C.眼睛位于通过目镜形成的物镜的像出现的地方 D.通过物镜形成实像在目镜的焦平面上 ９.线偏振光垂直通过1/2波片后,其出射光为 A.左旋圆偏振光 B. 右旋圆偏振光 C.右旋椭圆偏振光 D.线偏振光

10.从尼科耳棱镜透射出来的非常光,入射到各向同性介质中时 A.不遵从折射定律 B.遵从折射定律

C.可能遵从,也可能不遵从 D.不能确定 二﹑填空题：（每小题２分 共２０分）

1． 设洛埃镜实验中光源Ｓ１发射出波长为 L ５×10-4mm单色光，直射光S1A垂直于 S1 A 屏且与过镜面的B点的反射光交于屏上 h 相同点A，设L=1m,h=2mm.则A点应是 B