光学部分在线测试 一、 单项选择题 1、相同时间内，一束波长为λ的单色光在空气和玻璃中（ ） A 、传播的路程相等，走过的光程相等； B 、传播的路程相等，走过的光程不等； C 、传播的路程不等，走过的光程相等； D 、传播的路程不等，走过的光程不等。 2、一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为I ＝I0／8．已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度是 A 、20° B 、30° C 、45° D 、60° 3、一束波长为l 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 A 、l ／4
B、l／（4n） C、l／2 D、l／（2n） 4、波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一 级暗纹的位置对应的衍射角为θ＝±π／６，则缝宽的大小为 A、λ／2 B、λ C、2λ D、3λ 二、判断题 1、在杨氏双缝实验中，增加或减小两狭缝之间的距离， 所得干涉条纹的宽度不变。 正确错误 2、用白光做单缝衍射实验，那么不但中央明纹是白色的， 其他各级次级明纹也是白色的。 正确错误 三、填空题 1、两列波发生干涉的条件为 [答案] 频率相同、振动方向相同、相位差恒定
2、波长为λ的单色光垂直入射到缝宽为4λ的单缝上，对应于衍射角30°，单缝处的波面可以划分为（）个半波带 [答案] 8 3、提高光学仪器分辨本领的方法有 [答案] 增大光学仪器的通光孔径、减小入射光波波长4、自然光通过两个透光轴相交60°的偏振片，则透射光与入射光之比为（用分数表示） [答案] 1/8
O A M P N 60° 初中科学《光学》经典选择题 1、如图两平面镜相交成60°角，一束光线AO 射到平面镜MP 上，光线经两平面镜反射后与AO 重合，但方向相反，则光线AO 与平面镜MP 的夹角是（ ） A 、30° B 、45° C 、60° D 、90° 2．如图所示，F 为凸透镜的两个焦点，A ＇B ＇为物体AB 的像，则物体AB 在（ ） A ．图中Ⅰ区域，比A ＇B ＇大，箭头方向向上 B ．图中Ⅱ区域，比A ＇B ＇大，箭头方向向下 C ．图中Ⅲ区域，比A ＇B ＇大，箭头方向向上 D ．图中Ⅳ区域，比A ＇B ＇小，箭头方向向下 3．用可变焦的光学照相机可以把远处的景物“拉近”进行拍摄，就是说，虽然被拍摄的景物与照相机镜头之间的距离基本不变，但仍可以使底片上所成的像变大。关于这个过程，下列说法中正确的是（ ） A ．焦距变大，像距也变大 B ．焦距变小，像距也变小 C ．焦距变大，像距变小 D ．焦距变小，像距变大 4．如图是潜望镜的示意图，观察者通过该潜望镜看到的物体的像的情况是（ ） A ．同实际物体的上下、左右关系都是相反的 B ．同实际物体上下、左右关系都是一致的 C ．同实际物体的上下关系是一致的，而左右关系是相反的 D ．同实际物体的上下关系是相反的，而左右关系是一致的 5．如图所示，F 1、F 2是凸透镜的焦点，S 是放在凸透镜前的点光源，S ’为S 经凸透镜所成的像。当光源S 沿平行主轴的方向向透镜移动时（始终保持u>f ），像S ’的移动情况是（ ） A ．沿平行主轴方向远离透镜移动 B ．沿O 与S ’连线方向远离透镜移动 C ．沿F 2与S ’连线方向远离透镜移动 D ．沿F 1与S ’连线方向远离透镜移动 6．如图24-10所示，墙面上挂着标有“255”数字的牌子，在其相邻的一墙面上挂着一平面镜，地面上也放有一平面镜，通过平面镜不可能看到的数字是 ( ) A. 522。 B. 552。 C. 225。 D. 252 。 7．如图所示，在凸透镜的两个焦点处，垂直光轴放置两个大小相同的平面镜，镜面相对．每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称．现在左侧平面镜的中心处挖去一个圆孔，在凸透镜 A ＇ B ＇ · F F O · · 2f 2f Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
光学测试卷 姓名_______班级_______ 一选择题（每题仅一个正确答案，错填漏填多选均不得分，每题2分，共15 小题） 1、许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经“调好焦”，使被摄者在 胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变远了，为了 使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与底片的距离应( ) A、变大 B．变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 2、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像,现将透镜上部遮住不让光通过,则屏上的像（） A.缺少上部分 B.缺少下部分 C.大小变化了 D.像性质不变,只是变暗了 3、一种手电筒上所有的聚光小电珠如图2所示，其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜，灯 丝（可看作一个点光源）发出的光通过它出射时，出射光束（图中实线所示）比无此透镜时 的光束（图中虚线所示）要窄，即它可减小光束的发散，有聚光功能。在这种小电珠中，灯 丝应位于（） A．凸透镜的焦点以内B．凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间 C．凸透镜的焦点处D．凸透镜的两倍焦距处 4．测绘人员绘制地图时常常需要从飞机上拍摄地面的照片。若使用的相机镜头焦距为50 毫米，则底片与镜头距离应该在（） A．100毫米以外。 B．50毫米以内。 C．恰为50毫米。 D．略大于50毫米。 5.如右图所示，一束光线斜射人容器中，在P处形成一光斑，在向容器里逐渐加满水的过程 中，光斑将（） A.向左移动后静止 B.先向左移动再向右移动 C.向右移动后静止 D.仍在原来位置 6．图1是有关近视眼、远视眼及其矫正的示意图，其中表示近视眼矫正的是（） 7.如图3所示，把蜡烛逐渐远离平面镜，它在镜中之像将 ( ) A. 变大． B. 变小． C. 不变． D. 变倒立． 8.如图所示是从平面镜中看到的一钟表时针和分针位置，此时的实际时刻是 ( ) A. 8时20分． B. 4时20分． C. 3时40分． D. 8时40分，
第十四章光学章末自测 时间：90分钟满分：100分 第Ⅰ卷选择题 一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分) 1．下列现象中属于光的干涉现象的是() A．天空出现彩虹 B．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹 C．阳光通过三棱镜形成彩色光带 D．光线通过一个极窄的缝呈现明暗相间的条纹 解析：A、C为光的色散现象，D为光的衍射． 答案：B 2．红光和紫光相比() A．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小 解析：红光的频率比紫光的频率小，由E＝hν可知红光的能量比紫光小，据此可排除选项A、C；红光在介质中的折射率比紫光在介质中的折射率小，由v＝c 可知在同一种介质中 n 红光的传播速度比紫光的大，所以B选项正确，D选项错误． 答案：B 3．在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源)，小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔．设水中无杂质，且水面平静，则下面的说法中正确的是() A．小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关 B．小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置有关 C．小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关 D．小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关 解析：小鱼通过水面看灯是反射成像，不同位置射入鱼眼的反射光线不同，但反射光线的延长线交于一点，即为“平面镜”成的像．而鸟看灯是折射成像，鸟在不同位置射入鸟眼的折射光线不同．折射光线的延长线在不同位置交于不同点，故选项A、D对．答案：AD 4．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是() A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多 B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的 C．质量为10－3kg、速度为10－2m/s的小球，其德布罗意波波长约为10－23m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹 D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同 解析：一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多，反映的是光电效应规律，体现光的粒子性，A错误；C项是单个物体的低速运动，也不能突出体现波动性，C错误；B、D正确． 答案：BD
物理选修光学试题及答案 详解 Prepared on 22 November 2020
光学单元测试一、选择题（每小题3分，共60分） 1 30°，则入射角等于（） °°°° 2．红光和紫光相比，（） A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速 度较小 3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两 束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为n a和n b，a、b在玻璃中的传播速度分别为v a和v b，则（） A．n a>n b B．n a
a、b在玻璃体内穿行所用时间分别为t a、t b，则t a: t b等于（） （A）QQ’:PP’ （B）PP’:QQ’ （C）OP’:OQ’ （D）OQ’:OP’ 6．图示为一直角棱镜的横截面，? = ∠ ? = ∠60 , 90abc bac。一平行细光束从O 点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=2，若不考试原入射光在bc面上的反射光，则有光线（） A．从ab面射出 B．从ac面射出 C．从bc面射出，且与bc面斜交 D．从bc面射出，且与bc面垂直 7．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、 b。已知a光的频率小于b光的频率。下列哪个光路图可能是正确的（） 8．如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是（） Ａ．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 Ｂ．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 Ｃ．玻璃对红光的折射率比紫光大 Ｄ．玻璃中紫光的传播速度比红光大 9．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是（） b c a o
A B C D 八年上物理竞赛试题 满分：85分 班级：____________ 姓名：_____________ 一、选择题（1-10题单选，11-13多选。10×2分+3×3分=29分） 1．如图所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是（ ） 2.晴朗的天空飘着几朵白云，小聪同学向一个清澈的池塘看去，却发现红色的鲤鱼在白云间穿梭，以下分析正确的是 （ ） Ａ．云是实像，鱼是虚像 Ｂ．云是虚像，鱼是实像Ｃ．云和鱼都是虚像 Ｄ云和鱼都是实像 3.如图4所示验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（ ） A ．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B ．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 C ．验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 D ．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 4. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像的情况是图中的（ ） 5. 如图所示的是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(光屏未画出)，当蜡烛和透镜放在图示 位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移动到30cm 刻度线处，则 （ ） A. 移动光屏，可以在光屏上得到倒立放大的像 B. 移动光屏，可以在光屏上得到倒立缩小的像 C. 移动光屏，可以在光屏上得到正立放大的像 D. 不论如何移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像 6. 小丽同学拍了一张1寸登记相后，又想拍一张2寸的登记相，摄影师应该采取的办法是 （ ） A. 靠近小丽，同时镜头往前伸 B. 靠近小丽，同时镜头往后缩 C. 远离小丽，同时镜头往前伸 D. 远离小丽，同时镜头往后缩 7. 如图所示，小刚同学手握放大镜，隔着放大镜看物体，则看到的（ ） A. 只能是正立放大的像 B. 只能是倒立缩小的像 C. 只能是倒立放大的像 D. 这三种像都可以看到 8. 如图所示，在“研究凸透镜成像特点”的实验中，右侧光屏上出现了清晰的烛焰像。 已知凸透镜的焦距为f A. u ＜f B. f ＜u ＜2f C. u ＝2f D. u ＞2f 9. 小明同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验。当烛焰、透镜及光屏的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，他所用的凸透镜的焦距（ ） A. 一定小于8cmB. 一定大于20cm C. 一定在8cm 到10cm 之间 D. 一定在10cm 到16cm 之间
光学部分测试题 一、选择题（每小题只有一个答案是正确的，请将正确答案填涂在卡上） 1、排纵队时，如果后一位同学只能看到前一位同学的后脑勺，就表示队伍排直了。这主要是因为（ ） A ．光速极大 B ．光沿直线传播 C ．光的反射 D ．光的折射 2、光污染已成为21世纪人们关注的问题。据测定，室内洁白、平滑的墙壁能将照射在墙壁上的太阳光的80%反射，长时间在这样刺眼的环境中看书学习会感到很不舒服。如果将墙壁做成凹凸不平的面，其作用之一可以使照射到墙壁上的太阳光变成散射光，达到保护视力的目的，这是利用了光的（ ） A 、直线传播 B 、漫反射 C 、镜面反射 D 、折射 3、下图中，正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是 （ ） 4、凸透镜焦距为10cm ，当物体在主光轴上距焦点5cm 时，所成的像一定是 A 、倒立的 B 、放大的 C 、正立的 D 、缩小的 5、下列现象，属于光的色散现象的是 （ ） A.小孔成像 B.水中月亮 C.雨后彩虹 D.海市蜃楼 6、如图所示为激光液面控制仪的原理图，固定的激光源沿AO 方向照射到容器中的水平液面上，M 是一个光电转换器，它能够将接收到的光信号转变成电信号，从而指示出容器中液面的高度，则以下说法中正确的是（ ） A 、该装置利用了光的折射规律 B 、光信号由B 1移动到B 2位置时，表示容器中的液面下降 C 、光信号由B 1移动到B 2位置时，表示容器中的液面上升 D 、以上说法都不对。 7、一束光线斜射到两种介质的界面上，它与界面成20°角，反射光线跟折射光线的夹角恰好是90°，则入射角、折射角分别是（ ） A 、20°、70° B 、20°、20° C 、70°、20° D 、70°、70 8、下列有关光的现象中，正确的说法是( ) A ．阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射现象 B ．汽车在夜间行驶时，应打开驾驶室里的电灯 C ．人在照镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时，平面镜所成的像会变大 D ．在暗室里，为了能从镜子中看清自己的脸部，应把手电筒正对镜子照射 9、有一种望远镜也由两组凸透镜组成。靠近被观察物体的叫物镜，靠近眼睛的叫目镜，物镜的作用好像一架（ ） A.投影仪 B.放大镜 C.照相机 D.幻灯机 10 、显微镜能对微小物体进行高倍数放大，它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为目镜和
精心整理 初中物理光学综合测试卷 一、选择题：（共24分，每小题2分，1、2题为双选,其余为单选） 1、下列叙述中用到了与图1所示物理规律相同的是() A ．“海市蜃楼”B.“杯弓蛇影” C.“凿壁偷光” D.“立竿见影” 2、关于以下四种光学仪器的成像情况说法正确的是() A.放大镜成正立放大的实像 B.照相机成倒立缩小的实像 C.潜望镜成正立等大的虚像 D.幻灯机成正立放大的实像 3、晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜放在纸上，让 手电筒的光正对着平面镜照射，如图2所示，则从侧面看去：（）图1 A ．镜子比较亮，它发生了镜面反射 B ．镜子比较暗，它发生了镜面反射 C ．白纸比较亮，它发生了镜面反射 D ．白纸比较暗，它发生了漫反射 4、夜晚，人经过高挂的路灯下，其影长变化是（） A ．变长B.变短C.先短后长D.先长后短图2 5、许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经“调好焦”，使被摄者在胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变远了，为了使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与底片的距离应()A 、变大B ．变小C ．先变小后变大D ．先变大后变小 6、光从空气斜射向水面发生折射时，图3所示的光路图中正确的是() 图3 7、潜水员在水中看见岸上的“景物”实质是() A.景物的虚像，像在景物的上方 B.景物的实像，像在景物的下方 C.景物的实像，像在景物的上方 D.景物的虚像，像在最物的下方 8、如图4所示，小明家的小猫在平面镜前欣赏自己的全身像，此时它所看到的全身像应是图中的（） 图4图5 9、如右上图5所示有束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将（） A 、向右移动 B 、向左移动 C 、不动 D 、无法确定 10、放映幻灯时,幻灯片应放在离镜头( ) A.2倍焦距和1倍焦距之间，正立放置 B.大于2倍焦距处，正立放置 C.大于2倍焦距处，倒立放置． D.2倍焦距和1倍焦距之间，倒立放置 11、图6所示的四种现象中,由于光的折射形成的是()图6 12、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像,现将透 镜上部遮住不让光通过,则屏上的像（） A.缺少上部分 B.缺少下部分 C.大小变化了 D.像性质不变,只是变暗了 二、填空题（共30分，每空1分） 13、都说景德镇瑶里风光很美“鱼在天上飞，鸟在水里游”，这美景奇观中的“鱼”是由于光的形成的像；“鸟”是由于光的形成的像。 14、1997年3月9日，在我国漠河地区出 现了“日全食”现象，图7中表示日 全食对太阳、地球、月球的位置，则
光学习题及答案 练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程 一.选择题 1. 有三种装置 (1) 完全相同的两盏钠光灯 ,发出相同波长的光 ,照射到屏上； (2) 同一盏钠光灯 ,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝 ,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝 ,此二亮缝的 光照射到屏上 . 以上三种装置 ,能在屏上形成稳定干涉花样的是 (A) 装置 (3). (B) 装置 (2). (C) 装置 (1)(3). (D) 装置 (2)(3). 2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝 . (B) 把两个缝的宽度稍微调窄 . (C) 使两缝的间距变小 . (D) 改用波长较小的单色光源 . 3. 如图所示 ,设 s 1、s 2 为两相干光源发出波长为的单色光 ,分别通过两种介质 (折射率分 别 为 n 1 和 n 2，且 n 1>n 2)射到介质的分界面上的 P 点,己知 s 1P = s 2P = r,则这两条光的几何路程 r, 在刻有双缝一边的箱子外边时 ,在箱子的对面壁上产生干涉条纹 这箱子时 ,条纹的间隔将会发生什么变化答 (A) 保持不变 . (B) 条纹间隔增加 . (C) 条纹间隔有可能增加 . (D) 条纹间隔减小 . 5. 用白光 (波长为 4000～ 7600)垂直照射间距为 a=的双缝 ,距缝 50cm 处放屏幕 ,则观察 到 的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是 (A) × 104 m , × 104 m (B) ×104 m , × 103 m (C) ×104 m , ×104 m (D) × 104 m , × 104 m 光程差 和相位差分别为 (A) r = 0 , = 0 , = 0. (B) r = (n 1－ n 2 ) r , =( n 1－ n 2) r , =2 (n 1－ n 2) r/ (C) r = 0 , =( n 1 －n 2) r , =2 (n 1－ n 2) r/ . (D) r = 0 , =( n 1－ n 2) r , =2 (n 1－ n 2) r. ,当把一个钠光灯照亮的狭缝放 .如果把透明的油缓慢地灌入 4. 如图所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双 缝 图
光学试题库计算题 12401已知折射光线和反射光线成90角如果空气中的入射角为60求光在该介质中的速度。14402在水塘下深h处有一捕鱼灯泡如果水面是平静的水的折射率为n则从水面上能够看到的圆形亮斑的半径为多少14403把一个点光源放在湖水面上h处试求直接从水面逸出的光能的百分比忽略水和吸收和表面透镜损失。 23401平行平面玻璃板的折射率为厚度为板的下方有一物点P P到板的下表面的距离为,观察者透过玻璃板在P的正上方看到P的像求像的位置。 23402一平面平行玻璃板的折射率为n厚度为d点光源Q发出的近于正入射的的光束在上表面反射成像于'光线穿过上表面后在下表面反射再从上表面出射的光线成像于'。求'和'间的距离。 23403来自一透镜的光线正朝着P点会聚如图所示要在 P '点成像必须如图插入折射率n=的玻璃片. ? 求玻璃片的厚度.已知=2mm . 23404容器内有两种液体深度分别为和折射率分别为和液面外空气的折射率 为试计算容器底到液面的像似深度。 23405一层水n=浮在一层乙醇n=之上水层厚度3cm乙醇厚5cm从正方向看水槽的底好象在水面下 多远 ] 24401玻璃棱镜的折射率n=如果光线在一工作面垂直入射若要求棱镜的另一侧无光线折射时所需棱镜的最小顶角为多大24402一个顶角为30的三棱镜光线垂直于顶角的一个边入射而从顶角的另一边出射其方向偏转30求其三棱镜的折射率。 24404有一玻璃三棱镜顶角为折射率为n欲使一条光线由棱镜的一个面进入而沿另一个界面射出此光线的入射角最小为多少24405玻璃棱镜的折射棱角A为60对某一波长的光的折射率为现将该棱镜浸入到折射率为4/3 的水中试问当平行光束通过棱镜时其最小偏向角是多少 32401高为2cm的物体,在曲率半径为12cm的凹球面镜左方距顶点4cm处。求像的位置和性质并作光路图。 32402一物在球面镜前15cm时成实像于镜前10cm处。如果虚物在镜后15cm处则成像在什么地方是凹镜还是凸镜
1、 （10分） 在折射率n 1=1.52的镜头上涂有一层折射率n 2=1.38的MgF 2增反膜，如果此膜适合波长 λ 解：光程差满足：2n 2d= k λ， 2 n 2d λk = ，当k=1 时，d 取最小值：m A μλ22.0217438.126000 n 2d 2min ≈=?== 2、（10分） 一衍射双缝，缝距d=0.12mm,缝宽a=0.02mm ,用波长为4000A 的平行单色光垂直入射双缝，双缝后置一焦距为50cm 的透镜。试求： （1）透镜焦平面上单缝衍射中央明纹的半角宽度和线宽度； （2）透镜焦平面上单缝衍射中央明纹包迹内有多少条干涉主极大？ 解：（1）单缝第1级暗条纹出现在 λθ=1asin 02.01002.0104000/sin 3 10 1=??= =--a λθ 半角宽度为 02.0sin 11=≈θθ 线宽度为：2cm 25002.0f 1=?=θ （2）满足干涉主极大的条件为 λθk dsin = 因为 610400002.01012.0dsin 10 -3-1 =???=λ θ 所以当k=6时与单缝的第1级暗条纹重合，出现了缺 级， 在），（1sin 0θ范围内有5个干涉主极大， 因此单缝衍射中央明纹包迹内有11条干涉 主极大
3、 （10分） 一束光强为I 0偏振光，相继通过两个偏振片 P 1、P 2后出射的光强为I 0 /4，而且其偏振方 向与入射光的偏振方向垂直。如果入射光偏 振方向与P 1 的夹角为α1，P 1 P 2之间的夹角 为α2，求α1和 α2。 解：依题意可令α1和 α2为锐角 因为101cos A A α= 210212c o s c o s c o s A A ααα A == 所以 4/cos cos I 022 1202I I ==αα， 可得2 1cos cos 21= αα 另外，依题意可知2 21π αα= + 21sin cos 11=αα，412sin 1=α 01-174 1 sin 21≈=α， 0283=α 4、（12分） 如图所示，两个振幅频率都相同的相干波源S 1S 2的坐标分别为λ8 5 ± ，S 2比S 1超前π/2，它们以同样的波速相向而行时，在S 1S 2之间形成相干图象。 设P 点的坐标为x ，写出两波在P 点相遇时的位相差和在8 585λλ<<-x 之间满足干涉抵消的点的坐标。 解：令 s1 的波函数为 )4522cos()85 22cos(1πλππλλ ππ-+=-+=x vt A x vt A y 则s2的波函数为)4 22cos()28522cos(2πλπππλλ ππ--=++-=x vt A x vt A y 在P 点处的相位差， )4 1 (4)422()4522(-=---- +=?λππλπππλπ πφx x vt x vt 相位差满足πφ)1k 2+= ?（的点 干涉抵消，则有πλπ)12()4 1 (4+=-k x 2u u
模拟试题与答案 工程光学2005——2006年底第一学期期末考试试题A 一、填空（20分） 1、照明系统与成像系统之间的衔接关系为： __照明系统的拉赫不变量要大于成像系统的拉赫不变量_、______保证两个系统的光瞳衔接和成像关系__________________________________________ 2、转像系统分__棱镜式___________和___透镜式__________两大类，其作用是：_使物镜所成的倒像转变为正像。 3、角放大率、轴向放大率和垂轴放大率三者之间的关系为、拉赫不变J=nuy 、牛顿公式以焦点为坐标原点。 4产生偏振光的方法有反射和折射、二向色性、双折射、散射。 5、麦克斯韦方程组的微分形式为 6．获得相干光的方法有分波前法、分振幅法。 7、水槽中盛水，深20mm，槽底中央置一点光源，水的折射率n=1.33，水面上浮一个既不透光又不反射光的纸片，使人从水面上无论哪个角度都看不到光，纸片面积最小为1634.33mm2。 8、光源的相干长度与相干时间的关系为。 三、名词解释（15分） 1、光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的。 2、节点：光学系统中放大率为+1的一对共轭点称为节点。 3、空间相干性： 光源的大小与相干空间成反比关系，给定一个光源尺寸，就限制着一个相干空间，这就是空间相干性的问题，即通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。 4、费马原理： 光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折射或反射，其光程为极值，即光是沿光程的极值的路径传播的。 5、出瞳：孔径光阑经它前面的透镜或透镜组在光学系统像空间所成的像称为出射光瞳。 四、作图（20分） 1、设输入为右手坐标系，画出经图中棱镜后的输出坐标系（图1）。 2、求AB的像（图2）。 3、判断棱镜的成像方向（图3）。 4、求轴上物点A所成的像（图4）。
生活需要游戏，但不能游戏人生；生活需要歌舞，但不需醉生梦死；生活需要艺术，但不能投机取巧；生活需要勇气，但不能鲁莽蛮干；生活需要重复，但不能重蹈覆辙。 -----无名 光学部分选择题 一、选择题：在下列每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的，把正确答案全选出来． 1．下列关于波的叙述中正确的是（ ） A ．光的偏振现象表明光是一种横波 B ．超声波可以在真空中传播 C ．白光经光密三棱镜折射发生色散时，红光的偏折角最大 D ．当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的 2．关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（ ） A ．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性 B ．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 C ．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方 D ．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的 3．以下关于光的有关说法中正确的是（ ） A ．光导纤维是应用了光的全反射现象，无影灯主要是应用了光的衍射 B ．天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象 C ．自然光是光振动沿各个方向均匀分布的光，偏振光是光振动沿着特定方向的光 D ．现在我们知道，光就是一份一份的能量 4．在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看做光源），小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质且水面平静，下面的说法中正确的是（ ） A ．小鱼向上方水面看去，看到水面到处都是亮的，但中部较暗 B ．小鱼向上方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关 C ．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的 D ．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关 5．如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射到水平面上，反射光OB 射到水平放置的光屏上，屏上用光电管将光讯号转换为电讯号，电讯号输入控制系统来控制液面的高度，若发现光点在屏上向右移动了△s 距离，即射到B '点，则液面的高度变化是（ ） A.液面降低i s sin ? B.液面升高i s sin ? C.液面降低i s tan 2? D.液面升高i s tan 2? 6．如图所示为光由玻璃射入空气中的光路图，直线AB 与CD 垂直，其中一条是法线．入
晶体光学试题答案 1、要测定矿物的轴性和光性符号，应该选择在正交偏光下干涉色最高的切面。（×） 2、在同一岩石薄片中，同种矿物不同方向的切面上，其干涉色不同。（√） 3、对于一轴晶矿物来说，其延性和光性总是一致的。（√） 4、两非均质体矿片在正交镜间的45°位重迭，当异名半径平行时，因总光程差为零而使矿片变黑暗的现象，称为消色。（√） 5、贝克线的移动规律是下降物台，贝克线总是向折射率大的物质移动。（√） 6、二轴晶光率体，当Np＞Nm＞Ng时，为负光性。（×） 7、矿物的多色性在垂直光轴的切面上最不明显。（√） 8、一轴晶光率体的旋转轴永远是Ne轴。（√） 9、某矿物的最高干涉色为Ⅱ级紫红，因此该矿物的某些切面可能出现Ⅰ级紫红。（√） 10、一轴晶平行光轴切面的干涉图与二轴晶平行光轴面切面的干涉图特点完全一样，在轴性明确的情况下也不能用作光性正负的测定。（×） 11、两非均质矿片在正交镜间的45°位置重叠，当异名半径平行时，总光程差等于两矿片光程差之差。（√） 12、在单偏光镜下，黑云母颜色最深时的解理缝方向可以代表下偏光的振动方向。（√） 13、同一岩石薄片中，同一种矿物的干涉色相同，不同种矿物的干涉色不同。（×） 14、某矿物的干涉色为二级绿，在45°位加云母试板，如同名半径平行，干涉色升高为二级蓝，如异名半径平行，干涉色降低为二级黄。（×） 15、角闪石的多色性只有在垂直Bxa的切面上观察才最明显。（×） 16、当非均质体矿片上的光率体椭圆半径与上、下偏光的振动方向平行时，矿片就会变黑而消色。（×）
17、在岩石薄片中透明矿物所呈现的颜色是矿片对白光中各单色光波折射和散射的结果。（×） 18、矿片干涉色的高低取决于矿物性质和矿片厚度，在标准厚度下则受切面双折射率的影响。（√） 19、二轴晶垂直光轴切面的干涉图用途有：确定轴性、光性、切面方向和估计折射率的大小。（×） 20、矿片糙面的明显程度是受矿物软硬和矿片表面光滑程度的影响。（×） 21、在一轴晶平行光轴切面的干涉图中，从中心到边缘干涉色逐渐升高的方向就是Ne的方向。（×） 22、根据Ng、Nm和Np的相对大小可以确定二轴晶矿物的光性正负，当Ng―Nm
光学综合测试题 说明： 本试卷分为第Ⅰ、 Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内， 第Ⅱ 卷可在各题后直接作答 . 共 100 分，考试时间 90 分钟 . 第Ⅰ卷 (选择题 共 40 分 ) 一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分 . 在每小题给出的四个选项中，只有一个选 项是符合题目要求的，请把它填在括号内 . 1. 夏日的白天 , 在大树下乘凉时 , 经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑 . 关于其原因下列说法正确的是 A. 大树的缝隙是圆的 , 所以地面上有许多圆斑 B. 是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑 C. 这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像 D. 这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的 解析 : 本题考查光的直线传播的应用 , 地面上的圆斑 , 是太阳经树叶缝隙形成的像 , 即小孔成像 .C 正确 . 答案 :C 2. 对于某单色光 , 玻璃的折射率比水大 , 则此单色光在玻璃中传播时 A. 其速度比在水中大 , 其波长比在水中长 B. 其速度比在水中大 , 其波长比在水中短 C. 其速度比在水中小 , 其波长比在水中短 D. 其速度比在水中小 , 其波长比在水中长 解析 : 本题考查光在介质中传播时 , 速度、波长如何变化 . 据 v = c 知 , 单色光在玻璃中的 n 折射率比在水中大 , 因而速度比在水中小 ; 由 v =λν 知, 光的频率不变 , 速度 v 变小 , 波长变 短 .C 正确 . 答案 :C 3. 下列关于偏振光的说法中正确的是 A. 自然光就是偏振光 B. 沿着一个特定方向传播的光叫偏振光 C. 沿着一个特定方向振动的光叫偏振光 D. 单色光就是偏振光 解析 : 本题考查偏振光的概念 . 沿着一个特定方向振动的光叫做偏振光 . 故正确选项为 C. 答案 :C 4. 为了减少光学元件的反射损失 , 可在光学元件表面镀上一层增透膜 , 利用薄膜的干涉 相消来减少反射光 . 如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为 n , 厚度为 d , 它使绿光在垂直 入射时反射光完全抵消 , 那么绿光在真空中的波长 λ0 为 A. d B. nd 4 4 解析 : 本题考查薄膜干涉 . 设绿光在膜中的波长为 λ, 则 由 d = 1 λ , 4 得 λ=4d
光学试题（一） 1.光从玻璃进入金刚石的相对折射率是1.60，玻璃的绝对折射率是1.50。这 金光式的绝对折射率为： A 1.55 B 1.70 C 2.40 D 3.10 2.一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成，将此薄透镜放在折射率为4/3的水 中。则此透镜的焦距数值就变成原来在空气中焦距数值的: A 2 倍 B 3 倍 C 4 倍 D 1.5/1.333倍 3.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 到干涉条纹如图。图中每一条纹弯 曲部分的顶点恰与左边相邻的直线 部分的连线相切。由图可见工件表 面： A 有一凹陷的槽，深为λ/4 B 有一凹陷的槽，深为λ/2 C 有一凸起的埂，深为λ/4 D 有一凸起的埂，深为λ 4.严格地讲，空气折射率大于１，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的 空气逐渐抽成真空时，干涉环将： A变大 B 缩小 C 不变D消失 5.波长λ＝5000A的单色光垂直照射一缝宽a=0.25mm的单峰，在衍射图样中， 中央亮条纹两旁第三暗条纹间距离为3mm，则焦距为: A 25cm B 50cm C 2.5m D 5m 6.Na的D线是平均波长为间隔为的黄色双线，若在光栅的二级谱中分辨此双 线，所选光栅的刻痕数应为 A 500条 B 400条 C 300条 D 200条 7.一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃，则: A 反射光束垂直偏振于入射面，而透射光束平行于入射面并为完全线 偏光 B 反射光束平行偏振于入射面，而透射光束是部分偏振光 C 反射光束是垂直于入射面，而透射光束是部分偏振光 D 反射光束和透射光束都是部分偏振光 8.仅用检偏器观察一束光时，强度有一最大但无消光位置。在检偏器前置一 四分之一波片，使其光轴与上述强度为最大的位置平行。通过检偏器观察时有一消光位置，这束光是： A部分偏振光 B 圆偏振光 C 线偏振光 D 椭圆偏振光9.如果入射光的波长从4000A变到3000A则从表面发射的光电子的遏止电势 将 A 增大1.03V B 增大0.165V C 减小0.56V D 减小0.34V 10.下列物体哪些是绝对黑体： A 不辐射可见光的物体 B 不辐射任何光线的物体
光学练习题 一、 选择题 1．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线 的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条件不变(如图)，则此时（ B ） A.P 处仍为明条纹 B.P 处为暗条纹 C.P 处位于明、暗条纹之间 D.屏幕E 上无干涉条纹 2．在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采的办法是（ B ） A.使屏靠近双缝 B.使两缝的间距变小 C.把两个缝的宽度稍微调窄 D.改用波长较小的单色光源 3．在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率为n 薄玻璃片将上面的狭缝挡住，则此时中央亮条纹的位置与原来相比应 （ A ） (A) 向上移动； (B) 向下移动； (C) 不动； (D) 根据具体情况而定。 4．在照相机镜头的玻璃上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长λ的透射光能量，假定光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 ( D ) (A) λ/n ； (B) λ/2n ； (C) λ/3n ； (D) λ/4n 。 5．一折射率为n 、厚度为e 的薄膜处于折射率分别为1n 和3n 的介质中，现用一束波长为 λ的平行光垂直照射该薄膜，如图，若n n n <<，则反射光a 、b 的光程差为 ( B ) （A ）、2 2λ + e n ； （B ）、e n 22； （C ）、λ+e n 22； （D ）、e n 2 。 6．在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为3λ的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B ） （A ）2个 （B ）3个 （C ）4个 （D ）6个
1、 （10分） 在折射率n 1=1.52的镜头上涂有一层折射率n 2=1.38的MgF 2增反膜，如果此膜适合波长λ=6000A 的光，问膜的最小厚度应取何值？ 解：光程差满足：2n 2d= k λ， 2n 2d λk = ，当k=1 时，d 取最小值：m A μλ22.0217438 .126000 n 2d 2min ≈=?== 2、 （10分） 一衍射双缝，缝距d=0.12mm,缝宽a=0.02mm ,用波长为4000A 的平行单色光垂直入射双缝，双缝后置一焦距为50cm 的透镜。试求： （1）透镜焦平面上单缝衍射中央明纹的半角宽度和线宽度； （2）透镜焦平面上单缝衍射中央明纹包迹内有多少条干涉主极大？ 解：（1）单缝第1级暗条纹出现在 λθ=1asin 02.01002.0104000/sin 3 10 1=??= =--a λθ 1θ 半角宽度为 02.0sin 11=≈θθ 线宽度为：2cm 25002.0f 1=?=θ （2）满足干涉主极大的条件为 λθk dsin = 因为 610400002.01012.0dsin 10 -3-1 =???=λ θ 所以当k=6时与单缝的第1级暗条纹重合，出现了缺 级， 在），（1sin 0θ范围内有5个干涉主极大， 因此单缝衍射中央明纹包迹内有11条干涉 主极大 得分 得分 n 1 n 2 f
3、 （10分） 一束光强为I 0偏振光，相继通过两个偏振片 P 1、P 2后出射的光强为I 0 /4，而且其偏振方 向与入射光的偏振方向垂直。如果入射光偏 振方向与P 1 的夹角为α1，P 1 P 2之间的夹角 为α2，求α1和 α2。 解：依题意可令α1和 α2为锐角 因为101cos A A α= 210212c o s c o s c o s A A αααA == 所以 4/cos cos I 0221202I I ==αα， 可得2 1 cos cos 21=αα 另外，依题意可知2 21π αα= + 2 1sin cos 11= αα，12sin 1=α 0145=α， 0245=α 4、 （12分） 如图所示，两个振幅频率都相同的相干波源S 1S 2的坐标分别为λ8 5 ± ，S 2比S 1超前π/2，它们以同样的波速相向而行时，在S 1S 2之间形成相干图象。 设P 点的坐标为x ，写出两波在P 点相遇时的位相差和在8 585λλ<<-x 之间满足干涉抵消的点的坐标。 解：令 s1 的波函数为 )4522cos()85 22cos(1πλππλλ ππ-+=-+=x vt A x vt A y 则s2的波函数为)4 22cos()28522cos(2πλπππλλ ππ--=++-=x vt A x vt A y 在P 点处的相位差， )4 1 (4)422()4522(-=---- +=?λππλπππλπ πφx x vt x vt 相位差满足πφ)1k 2+= ?（的点 干涉抵消，则有πλπ)12()4 1 (4+=-k x 得分 α1 α2 得分 x S 2 S 1 O x u u P