光学考试试卷(附答案)
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光学考试试卷(附答案)
班级 姓名 学号 成绩
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、填空题(本大题共9题,每题2分,共18分)
1.在几何光学系统中,唯一能够完善成像的是 系统,其成像规律为
。
2.单色光垂直入射到由两块平板玻璃构成的空气劈尖中,当把下面一块平板玻璃缓慢向下移动时,则干涉条纹
,明暗条纹的间隔
。
3.在夫琅和费单缝衍射中,缝宽为b,缝屏间距为L,波长为,零级条纹的宽度为
,一级暗条纹的宽度为 。
4.曲率半径为R的凹球面镜的焦距为
,若将球面镜浸入折射率为n的液体内,该系统的焦距为
。
5.在光栅衍射中,第三级缺级,则光栅常数与缝宽的比为
;还有第
级主极大缺级。
6.在菲涅耳圆孔衍射中,对轴线上的P点离圆孔越近,波带数越 ;对给定的P点,孔径越小,波带数越
。
7.当物处于主光轴上无穷远处,入射光线平行于主光轴,得到的像点称为 ;在通常情况下,薄透镜成像的高斯公式是
。
8.主平面是理想光具组的
一对共轭平面;节点是理想光具组的
一对共轭点。
9.在洛埃镜实验中,将屏移至与玻璃平板相接触,则在接触处出现的是
条纹,这一事实证实了 。
本 题
得 分
本 题
得 分
二、选择题(本大题共10题,每题3分,共30分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
得分
1.用半波带法研究菲涅耳圆孔衍射时,圆孔轴线上P点的明暗决定于
(A)圆孔的直径; (B)光源到圆孔的距离; (C)圆孔到P点距离; (D)圆孔中心和边缘光线到P点的光程差
2.一发光点位于凹球面镜前40cm处,镜面曲率半径为16cm,则象距为
(A)-10cm; (B)-20cm; (C)-30cm; (D)-40cm
3.为了测定金属丝的直径,可把它夹在两平板玻璃的一端,测得两相邻干涉条纹的间距为d,若金属丝与劈尖的距离为L,所用单色光的波长为,则金属丝的直径为
(A)L/d; (B)d/L; (C)d/2L; (D)L/2d
4.在夫琅和费双缝衍射中,零级包迹中含有11条干涉条纹,必须满足下列条件(缝宽为b,缝间不透明部分为a)
(A)a=2b; (B)a=3b; (C)a=4b; (D)a=5b
5.一双凹透镜折射率为n,置于折射率为n的介质中,则下列说法正确的是
(A)若n>n,透镜是发散的; (B)若n>n,透镜是会聚的; (C)若n>n,透镜是发散的; (D)双凹薄透镜是发散的,与周围介质无关
6.空气中,薄透镜的横向放大率为
(A)f/x; (B)x/f; (C)-f/x; (D)-x/f
7.在玻璃表面镀上一层透明的MgF2(n=1.38)薄膜,对于波长为的入射光,增透膜的最小厚度为
(A)/2; (B)/4; (C)/2n; (D)/4n
8.夫琅和费单缝衍射中,零级中央亮条纹的光强为I0,光波波长为,当缝两边到屏上的P点的光程差为/4时,P点的光强约为
(A)I0/2; (B)I0/4; (C)2I0/5; (D)4I0/5
9.将折射率为n1=1.50的有机玻璃浸没在油中,油的折射率为n2=1.10,试问:全反射的临界角为 (A)50.110.1arcsin; (B)50.110.1arccos; (C)1.10/1.50; (D)1.50/1.10
10.在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n、厚度为h的透明介质片后,两光束光程差的改变量为
(A)2(n-1)h; (B)2nh; (C)nh; (D)(n-1)h
三、作图题:(本大题1题,10分)用作图法求出物点S的像点。
四、计算题(本大题共4题,共42分)
1.一个玻璃半球的曲率半径为R,折射率为1.5,其平面的一面渡银,将高为h的物体放在球面顶点前2R处,求该玻璃半球所成像的位置及性质。(10分)
本 题
得 分
•
S F H H F
本 题
得 分
R -2R C O n1 n2 2.波长500nm的单色平行光垂直投射到平面光栅上,已知光栅常数3.0dm,缝宽1.0bm,光栅后会聚透镜的焦距1fm,试求:1)单缝衍射中央明纹宽度。2)在该宽度内有几个光栅衍射主极大。3)总共可以看到多少条谱线。4)若将垂直入射改为入射角030i的斜入射,衍射光谱的最高级次和可看到的光谱线总数。(12分)
3.在平面玻璃(n=1.5)片上滴上一滴油(n=1.6),用波长=500 nm的单色光垂直照射,观察反射光的干涉图样,问(1)油滴外圈最薄的区域是亮还是暗?(2)如果油滴中心最高厚度为650 nm,能看到几个亮环?最内一个亮环所在处油层厚度是多少?(3)当油滴扩大时,干涉图样如何变化?(10分)
4.在反射光中观察某单色光所形成的牛顿环。其第2级亮环与第3级亮环间距为1mm,求第11和12级亮环之间的距离。(10分)
答案
一、填空题(本大题共9题,每题2分,共18分)
1.平面反射,物和像大小相等,相对于镜面对称,等。
2.向棱边移动,不变。
3.bL2,bL。
4.-R/2,-R/2n。
5.3,6;9;12;….。
6.多,少。 7.像方焦点,1ffss。
8.=+1, =+1。
9.暗,半波损失。
二、选择题(本大题共10题,每题3分,共30分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
得分 D A D D A C D D A
A
三、作图题(本大题1题,8分;入射光线2分,出射光线2分,像2分,虚实线错误2分)
四、计算题(本大题共5题,分别为8分、8分、8分、10分、10分,共44分)
1.解:cmS201 (3分)
cmS202 (3分)
121 (2分)
2.解:(1)mmbfl46.52 (3分) 本 题
得 分
本
题
得 分
•
S F H H F S
本 题
得 分 (2)cmfnnnnfOH171)1(2 (3分)
mmbnflOH1422 (2分)
3.解:(1)0,2h 暗环 (2分)
(2),4.162hhnh 4个亮环,
250046251.6hnm (3分)
(3)条纹向中心移动,条纹数减少,间距增大 (3分)
4.解:1,2011cmS (3分)
3,3022cmS (3分)
1,33.0,67.633cmS 倒立等大实像 (4分)
5.解:(1)3bd,0,1,2共5个主极大 (3分)
(2)nmraddjD/1052.2cos6
rad31026.1
mmf26.1 (4分)
(3)2的第2级位置0.294 m,
1的第3级位置0.463 m,
不重叠,可以分辨 (3分)