光学考试试卷(附答案)
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物理学:工程光学考试答案(题库版)1、名词解释复消色差物镜正确答案:三条谱线之间的轴向色差经过校正的物镜。
2、问答题棱镜和光栅产生的光谱特征有何不同?正确答案:它们光谱主要区别是:(1)光栅光谱是一个均匀排列光谱,(江南博哥)棱镜光谱是一个非均匀排列的光谱。
(2)光栅光谱中个谱线排列是由紫到红(光)棱镜光谱中各谱线排列三由红到紫(光)(3)光栅光谱有级,级与级之间有重叠现象棱镜光谱没有这种现象。
光栅适用的波长范围较棱镜宽。
3、名词解释虚像点正确答案:发撒的出射同心光束的会聚点。
4、单选原子吸收线的劳伦茨变宽是基于()。
A.原子的热运动B.原子与其它种类气体粒子的碰撞C.原子与同类气体粒子的碰撞D.外部电场对原子的影响正确答案:B5、名词解释视场正确答案:物空间中,在某一距离光学系统所能接受的最大物体尺寸,此量值以角度为单位。
6、问答题同一物体经针孔或平面镜所成的像有何不同?正确答案:由反射定律可知,平面镜的物和像是关于镜面对称的。
坐标由右旋坐标系变为像的左旋坐标系,因此像和物左右互易上下并不颠倒。
即物体经平面镜生成等大、正立的虚像。
物体经针孔成像时,物点和像点之间相对与针孔对称。
右旋坐标系惊针孔所成的像仍为右旋坐标系,因此像和物上下左右都是互易的,而且像的大小与针孔到接受屏的距离有关,即物体经针孔生成倒立的实像。
7、填空题发射光谱定性分析,常以()光源激发。
正确答案:直流电弧8、填空题在进行光谱定性全分析时,狭缝宽度宜(),目的是保证有一定的(),而进行定量分析时,狭缝宽度宜(),目的是保证有一定的()。
正确答案:窄;分辨率;宽;照度9、名词解释临界角角正确答案:光密介质到光疏介质出现全反射现象,产生全反射现象时的最小入射角称为临界角。
10、名词解释波像差正确答案:当实际波面与理想波面在出瞳处相切时,两波面间的光程差就是波像差.11、问答题PLC与FBT光分路器相比有哪些优点?正确答案:与传统的采用光纤熔融拉锥工艺制作的器件相比,PLC光分路器具有工作波长宽,通道损耗均匀性体积小,工作温度范围宽,可靠性高等特点,目前是PON接入网中连接OLT和O NU并实现光信号功率分配的首选.12、填空题等离子体光源(ICP)具体有(),()等优点。
《光学教程》考试练习题及答案《光学教程》考试练习题一、单项选择和填空题1.C 2. B 3. C 4. B 5. C 6. C 7. D 8. A 9. D 10. B 11. B 12.A 13.B 14.C 15. B 16. B 17. B 18.D 19. D 20. A 21.A 22.D 23.A 24. D 25. C 26. C 27. C 28.D 29.D 30. D31. C 32. D 33.A 34. C 35. A 36. B 38. D 39. B 40. B 41.B 42. B 1.将扬氏双缝干预实验装置放入折射率为n的介质中,其条纹间隔是空气中的C A11倍 Bn倍 C倍 D n倍nn2.在菲涅耳圆屏衍射的几何阴影中心处BA永远是个亮点,其强度只与入射光强有关B永远是个亮点,其强度随着圆屏的大小而变C有时是亮点,有时是暗点。
3.光具组的入射光瞳、有效光阑,出射光瞳之间的关系一般为C A入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。
B出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。
C入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭。
4.通过一块二外表平行的玻璃板去看一个点光源,那么这个点光源显得离观察者BA 远了 B近了 C原来位置。
5.使一条不平行主轴的光线,无偏折〔即传播方向不变〕的通过厚透镜,满足的条件是入射光线必须通过CA 光心B 物方焦点C 物方节点D 象方焦点6. 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。
那么此透镜的焦距数值就变成原来在空气中焦距数值的: CA 2 倍B 3 倍C 4 倍D 1.5/1.333倍 7. 光线由折射率为n1的媒质入射到折射率为n2的媒质,布儒斯特角ip满足:DA.sin ip= n1 / n2 B、sin ip= n2 / n1C、tg ip= n1 / n2D、tgip= n2 / n18.用迈克耳逊干预仪观察单色光的干预,当反射镜M1移动0.1mm时,瞄准点的干预条纹移过了400条,那么所用波长为AA 5000?B 4987?C 2500? D三个数据都不对9.一波长为5000?的单色平行光,垂直射到0.02cm宽的狭缝上,在夫琅禾费衍射把戏中心两旁第二条暗纹之间的距离为3mm,那么所用透镜的焦距为DA 60mmB 60cmC 30mmD 30cm. 10. 光电效应中的红限依赖于:BA、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11. 用劈尖干预检测二件的外表,当波长为λ的单色光垂直入射时,观察到干预条纹如图,图中每一条纹弯曲局部的顶点恰与右边相邻的直线局部的连续相切,由图可见二件外表:B?A、有一凹陷的槽,深为4?B、有一凹陷的槽,深为21? C、有一凸起的埂,高为4?D、有一凸起的埂,高为212. 随着辐射黑体温度的升高,对应于最大单色光发射本领的波长将:AA、向短波方向移动B、向长波方向移动C、先向短波方向,后向长短方向移动D、先向长波方向,后向短波方向移动13.用单色光观察牛顿环,测得某一亮环直径为3mm,在它外边第5个亮环直径为4.6mm,用平凸透镜的凸面曲率半径为1.0m,那么此单色光的波长为A 5903 ?B 6080 ?C 7600 ?D 三个数据都不对 14. 一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃,那么: CA、反射光束偏振面垂直于入射面,而透射光束偏振面平行于入射面并为完全线偏振光B、反射光束偏振面平行偏振于入射面,而透射光束是局部偏振光C、反射光束偏振面是垂直于入射面,而透射光束是局部偏振光D、反射光束和透射光束都是局部偏振光?15.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 4 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: BA、局部偏振光B、椭园偏振光C、线偏振光D、园偏振光 16.要使金属发生光电效应,那么应:BA、尽可能增大入射光的强度B、选用波长较红限波长更短的光波为入射光C、选用波长较红限波长更长的光波为入射光波D、增加光照的时间; 17.以下说法正确的选项是BA、利用不同折射率的凸凹透镜相配,可以完全消除去球差和色差;B、近视眼需用凹透镜校正;C、扩大照相景深的方法是调大光圈;D、天文望远镜的作用是使遥远的星体成像在近处,使得人们能看清楚;18.将折射率n1=1.50的有机玻璃浸没在油中。
光学视觉技术专业考试题库及答案第一部分:选择题(共10题,每题2分,共20分)1. 光学视觉技术是研究什么的学科?A. 光学材料的性质和应用B. 光的产生和传播C. 光与物质的相互作用D. 光学仪器的原理和应用答案:D2. 光学视觉技术在哪些领域有应用?A. 医学B. 通信C. 非破坏检测D. 所有以上都是答案:D3. 光学视觉技术中,什么是光学成像?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学仪器对图像进行分析答案:C4. 光学视觉技术中,什么是光学测量?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学仪器对目标物体进行尺寸、形状等参数的测量答案:D5. 光学视觉技术中,什么是光学识别?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学仪器对目标物体进行特征识别和分类答案:D6. 光学视觉技术中,什么是光学信息处理?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学技术对图像进行数字化、压缩、增强等处理答案:D7. 光学视觉技术中,什么是光学检测?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学仪器对目标物体进行缺陷检测、定位、识别等答案:D8. 光学视觉技术中,什么是光学导引?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学仪器进行光束的引导和控制答案:D9. 光学视觉技术中,什么是光学通信?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学技术进行信息的传输和交流答案:D10. 光学视觉技术中,什么是光学显示?A. 利用光学原理进行图像处理B. 利用光传感器进行图像采集C. 利用光学系统获取目标物体的图像D. 利用光学技术进行图像的显示和呈现答案:D第二部分:问答题(共5题,每题10分,共50分)1. 光学视觉技术的研究对象有哪些?答案:光学视觉技术的研究对象主要包括光学仪器、光学系统、光学材料、光学成像、光学测量、光学识别、光学信息处理、光学检测、光学导引、光学通信和光学显示等。
光学期末考试试卷(3)一、填空(共20分,每空2分)1、在空气中频率为5×1014Hz 的单色光,进入某种透明介质后波长变为400nm ,则此介质的折射率为 ,光在介质内的传播速度为 。
2、设计一架5倍的望远镜,已有一块焦距为50cm 的凸透镜作为物镜,当制成开普勒型望远镜时目镜的焦距为 cm ,镜筒长为 cm 。
3、凹球面镜的曲率半径r=24厘米,它的焦距f=______ 厘米,若有一小物体放在曲率中心处,其像成在 。
4、当用曲率半径不等的一双凸薄透镜在空气中对一实物成像。
若先后使透镜两面向物(物距不变),两次成像大小 ,位置 (变或不变)。
5、尼科耳棱镜是产生一束光振动方向位于主截面的 光的器件。
6、对于一定的金属,入射光有一极限频率υo ,当入射光频率 (低或高)于这个频率时,不论光强度多大,照射时间多长,都没有光电子产生。
二、选择题(每题3分)1、由凸面镜构成的像相对于物通常是( ) A 、倒立虚象 B 、倒立实象 C 、缩小的正立虚象 D 、放大的虚象2、显微镜由焦距为30mm 的物镜和焦距为5mm 的目镜构成,镜筒的有效长度为0.2m ,则该显微镜的放大本领为( )A 、333B 、286C 、185D 、120 3、对应于л/2位相差的光程差是( )A 、λB 、λ/2C 、λ/4D 、2λ 4、、在弗朗和费单缝衍射中,如果使缝宽b 增大,则中央明纹的宽度将( )A. 变窄B. 变宽C. 不变D. 和缝宽相等 5、波长为λ的单色光垂直投射于缝宽为b ,总缝数为N ,光栅常数为d 的光栅上,其光栅方程为( )A 、λθk b =sinB 、()λθk b d =-sinC 、λθj d =sinD 、λθj Nd =sin 6、以平行单色光从上向下投射于牛顿环装置,并从上向下观察,观察到有许多明暗相间的同心圆环,这些圆环的特点为( )A 、接触点是明的,明暗条纹是等距离的同心圆环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7、杨氏实验装置中,两狭缝的间距为0.10cm ,在80.0cm 远的屏幕上出现亮纹的间距为0.048cm ,则照亮狭缝的光波波长应为( )A 、400nmB 、500nmC 、600nmD 、700nm8、有两列频率相同的光波在空间相遇叠加后,若产生干涉,应具备的条件是( )。
1001 光从光疏介质射入光密介质,在光密介质中1001 A 光的传播速率变大;1001 B 折射角比入射角大;1001 C 光的振动频率变快;1001 D 光的波长变小。
1002 下面有几种说法,正确的说法是1002 A 有相同的振幅就有相同的光强;1002 B 振幅较大者,其光强较大;1002 C 二光波分别在水中,空气中传播,其振幅相等,但光强不等,空气中的较强;1002 D 二光波分别在水中,空气中传播,其振幅相等,但光强不等,水中的较强。
1003 光在真空中传播速率与1003 A 波长有关;1003 B 频率有关;1003 C 光源的速率有关;1003 D 观察者的速率有关;1003 E 与上述各因素均无关。
1013 波长为550nm 的黄光,从空气射入水中,在水中给人眼的色感为1013 A 青蓝色;1013 B 红色;1013 C 黄色;1013 D 不能判定。
1014 空气中振幅为A的光强是水中(折射率为34)振幅也为A的光强的倍数为1014 A 1;1014 B34;1014 C43;1014 D916;1014 E169。
1024 一束白光从空气射入玻璃,当光在玻璃中传播时,下列说法正确的是:1024 A 紫光的速率比红光小;1024 B 红光的频率比紫光大;1024 C 在玻璃中红光的偏向角比紫光小;1024 D 不同色光在玻璃中的波长与各自在真空中波长的比值也不同。
1030 可见光的波长范围在__________之间相应的频率范围是___1030 ______Hz。
1031 真空中波长为l 的单色光射入折射率为n 的介质中,该光在这介质中的频率为1031 ______,波长为_____,光速为_____。
1046 太阳与地球之间的距离为km 8 10 5 . 1 ⨯ ,光由太阳到达地球所需要的时间为__ 1046 __________________秒。
1050 钠黄光的频率为Hz 14 10 1 . 5 ⨯ ,它以0 45 入射角由空气射入玻璃后,折射角为1050 0 30 ,问该光在玻璃中的传播速率和波长各为多少?相对空气中的波长改变了1050 多少?1005 在下列几种说法中,正确的说法是:1005 A 相等光程的几何距离必然相等;1005 B 光行进相同的光程,经历的时间必然相等;1005 C 几何距离大的,其光程必然较大;1005 D 相同的光程必然有相同的对应的真空距离。
光学教程期末试题及答案第一部分:选择题1. 光的传播速度快慢与下列哪个因素无关?A. 介质B. 光源的频率C. 入射角度D. 温度答案:D2. 在双缝干涉实验中,两个缝的间距增大,观察到的干涉条纹将会发生什么变化?A. 干涉条纹变暗B. 干涉条纹变宽C. 干涉条纹变窄D. 干涉条纹消失答案:B3. 色散是什么现象?A. 光的传播方向改变B. 光的波长范围扩大C. 光的波长因介质不同而改变D. 光的频率偏移答案:C4. 将一块凸透镜放置在物体前方,观察到物体变大且正立。
这是什么类型的透镜?A. 凸透镜B. 凹透镜C. 凸透镜和凹透镜皆可D. 无法确定答案:A5. 下列哪个物理量与光强有关?A. 入射角B. 波长C. 电场振幅D. 频率答案:C第二部分:简答题1. 解释什么是光的全反射,并且列出产生全反射的条件。
答案:当光由光密介质射向光疏介质时,入射角大于临界角时,光将完全发生反射,不会透射入光疏介质。
产生全反射的条件是入射角大于临界角且光从光密介质射向光疏介质。
2. 解释什么是光的干涉,并举例说明。
答案:光的干涉是指两个或多个光波相遇时产生的叠加效应。
其中,干涉分为构成和破坏干涉两种。
构成干涉是指光波相位差恒定或者只随空间变化而变化产生干涉,例如双缝干涉和杨氏双缝干涉。
破坏干涉是指光波相位差随时间变化产生干涉,例如薄膜干涉和牛顿环干涉。
3. 简述什么是光的偏振,并给出一个光的偏振实例。
答案:光的偏振是指光波在特定方向上振动的现象。
光波中的电场矢量可以在垂直于光传播方向的平面内振动,以及沿着光传播方向振动。
垂直于光传播方向的方向称为偏振方向。
光的偏振可以通过偏振片实现。
当线偏振光通过垂直于振动方向的偏振片时,只有与偏振方向一致的光能透过,其他方向上的光将被吸收。
第三部分:计算题1. 一束波长为500nm的光正入射到折射率为1.5的介质中,求入射角和折射角。
答案:根据折射定律 n1 * sin(入射角) = n2 * sin(折射角),代入已知数据,可得:sin(入射角) = (1.5/1) * sin(折射角)sin(入射角) = 1.5 * sin(折射角)使用三角函数表,可得 sin(折射角) = sin^-1(500nm / 1.5 * 500nm) ≈ 0.342因此,入射角≈ sin^-1(1.5 * 0.342) ≈ 34.36°,折射角≈ sin^-1(0.342) ≈ 20.72°2. 一束光线从空气中射入折射率为1.6的玻璃,入射角为30°。
专业视觉光学技术测验题及答案一、选择题1. 人眼中的晶状体主要起到什么作用?A. 放大进入眼内的光线B. 调节眼睛对近距离和远距离的焦距C. 过滤进入眼内的紫外线D. 使光线在视网膜上均匀分布2. 下列哪种疾病属于视网膜疾病?A. 白内障B. 近视C. 青光眼D. 黄斑变性3. 下列哪种光学仪器主要用于测量眼睛的屈光度?A. 验光镜B. 裂隙灯C. 角膜曲率计D. 视力表二、填空题1. 光在眼睛中的传递过程中,经过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体,最终在________上形成倒置的像。
2. ________镜是一种可以改变光线传播方向和大小的光学仪器,常用于矫正视力。
3. 人眼在识别物体时,主要依赖________和颜色信息。
三、简答题1. 请简要描述一下视觉光学技术在眼科临床中的应用。
2. 请简要解释一下眼镜是如何矫正近视和远视的。
四、论述题请论述视觉光学技术在现代社会生活中的重要性。
答案一、选择题B. 调节眼睛对近距离和远距离的焦距D. 黄斑变性A. 验光镜二、填空题1. 视网膜2. 眼镜3. 形状三、简答题1. 视觉光学技术在眼科临床中的应用主要包括屈光度检查、角膜和晶状体疾病的诊断、白内障和青光眼的治疗等。
通过视觉光学技术,医生可以准确地诊断和治疗各种眼科疾病,帮助患者恢复或改善视力。
2. 眼镜通过改变光线在眼睛中的传播路径,使得光线在视网膜上形成清晰的像。
对于近视患者,凹透镜可以将光线发散,使光线在视网膜前交汇,从而矫正近视;对于远视患者,凸透镜可以将光线会聚,使光线在视网膜后交汇,从而矫正远视。
四、论述题视觉光学技术在现代社会生活中的重要性体现在以下几个方面:1. 提高生活质量:良好的视力使人们能够更好地享受生活,如阅读、观看影视作品、欣赏风景等。
2. 保障安全:在驾驶、操作机械、高空作业等环境中,良好的视力是保障人们安全的重要因素。
3. 促进经济发展:视觉光学技术的发展和应用为眼科医疗、眼镜产业等带来了巨大的经济效益。
光学方向综合考试试卷含答案(A卷)一、填空题(共15分,每空1分)1、LED的自发性的发光是由( 电子 )和( 空穴 )复合而产生的;2、获得白光LED的两个途径:( 荧光粉转换白光LED)和(多芯片混合发出白光);3、常规照明灯具的布置可分为( 单侧布置 )、( 双侧交错布置 )、( 双侧对称布置 )、( 中心对称布置 )和( 横向悬索布置 )等五种基本方式;4、光是电磁波的一种,人的肉眼能见到的光的范围是( 380 )nm到( 760 )nm.5、LED的英文全名( light emitting diode )6、大功率LED光源散热基板包括( 金属基散热 )与( 陶瓷散热基板 )两种7、不为专门目的设计的灯具称为( 通用 )灯具。
二、选择题(共15分,每题3分)1、二次光学设计目前主要分为( A )、( B )以及( C )等几种方式A、散射式B、聚光式C、两者混合式D、全反射式2、灯具出口平均亮度≤20×103cd/m2,直接眩光限制等级为Ⅱ级,直接开敞型灯具的最小遮光角应为( A )。
A. 10°B. 15°C. 20°D. 25°3、GBJ133—1990《民用建筑照明设计标准》规定,直接眩光限制质量等级可按眩光程度分为( B )。
A. 二级B. 三级C. 四级D. 五级4、GB 50034—1992《工业企业照明设计标准》中,工作场所作业面上的照度标准值按(B )确定。
A. 工作要求B. 视觉作业特性及分级C. 甲方要求D. 视觉作业特性。
9、相同发光效率的白炽灯和LED灯,在点亮的情况下,LED灯要比白炽灯节能( D )A:30% B:50% C:70% D:80%10、LED作为汽车的刹车灯是因为 ( C )A:体积小 B:色彩鲜艳 C:反应速度快 D:省电11、以下哪种不是发光二极管的优点 ( B )A:体积小 B:色彩丰富 C:节能 D:单颗亮度高三、判断题(共10分,每题1分)1、眼睛肿的杆状细胞不能区别颜色;( √ )2、人们工作状态不受照明条件的影响;( × )3、玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物;( √ )4、目前大功率LED 多采用表贴(SMT)的封装结构;( √ )5、N 型半导体则是掺杂了施主杂质的半导体材料;( √ )6、LED用的都是间接帯隙材料;( × )7、添加反光杯能从根本上解决折射式LED聚光效率低的问题;( × )8、色温越偏蓝,色温越高(冷),偏红则色温越低(暖);( √ )9、在CIE图中,x代表蓝色,y代表绿色,z代表红色,且x+y+z=1。
高三物理光学试题答案及解析1.下列说法正确的是A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说。
B.在地球上如果测到来自遥远星系上的元素发出的光波波长变长,说明该星系在离我们远去C.当波源或者接受者相对于介质运动时,接受者往往会发现波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应。
D.考虑相对论效应,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小【答案】BCD【解析】略2.如图所示,有两束颜色相同的、间距为的平行细光束以相同的入射角射到成角的平行玻璃砖上表面,则从玻璃砖下表面射出的光线:A.成为会聚光束B.成为发散光束C.仍是平行光,但宽度大于D.仍是平行光,但宽度小于【答案】D【解析】入射光线经过平行玻璃砖,出射光线传播方向不改变,所以从玻璃砖下表面射出的光线仍是平行光,但是由于光从空气进入玻璃折射角小于入射角,所以出射点向内偏折,致使出射光线宽度小于d故选D3.如图所示,用折射率n=的玻璃做成一个外径为R的半球形空心球壳。
一束与平行的平行光射向此半球的外表面,若让一个半径为的圆形遮光板的圆心过轴,并且垂直该轴放置。
则球壳内部恰好没有光线射入。
求:(1)临界光线射入球壳时的入射角θ1和折射角θ2(2)球壳的内径【答案】(1)(2)【解析】:(1)由题图和几何知识由折射率的定义式,联立解出,(2)对临界光线,在题图△oab中,由正弦定理:联立解出.【考点】考查了光的折射4.如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,A=30。
它对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2。
在距AC边d2处有一与AC平行的光屏。
现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边上的P点射入棱镜,其中PA的长度为d1。
①为了使紫光能从AC面射出棱镜,n2应满足什么条件?②若两种光都能从AC面射出,求两种光从P点到传播到光屏MN上的时间差。
【答案】①n2<2;②【解析】①由题意可知临界角为:C>30°而联立解得:n2<2②两种光在棱镜中的路程相同,均为:x=d1tan30°两种光在棱镜中传播的时间差为:红光在棱镜AC面上发生折射时有:紫光在棱镜AC面上发生折射时有:两种光在空气中传播的时间差为:因而两种光传播的时间差为:△t=△t1+△t2=【考点】光的折射定律.5.如图所示,宽为a的平行光束从空气斜射到平行玻璃砖上表面,入射角为60°,光束中包含两种波长的光,玻璃砖对这两种光的折射率分别为n1=,n2=,光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束,求玻璃砖的厚度d为多少? (已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,结果可用根式表示).【解析】光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束,,即光线1最右侧恰与光线2最左侧交于一点。
现代光学基础试卷及答案东 南 大 学 考 试 卷(A 卷)课程名称 现代光学基础 考试学期 10-11-2 得分 适用专业 考试形式 闭卷考试时间长度 120分钟一、选择和填空题(共18题,共36分, 每题二分)、1. 将折射率为1.50的有机玻璃浸没在油中,油的折射率为1.10,试问光线从有机玻璃射向有机玻璃与油的界面时全反射临界角是( A )A、arcsin(1.10/1.50);B、1.10/1.50;C、arctan(1.10/1.50);D、arccos(1.10/1.50);E、arctan(1.50/1.10)。
2. 杨氏实验装置中,光源的波长为600nm,两狭缝的间距为2mm,试问在离缝300cm处的光屏上观察到干涉花样的间距是多少毫米( B )A、4.5mm;B、0.9mm;C、3.1mm;D、4.1mm;E、5.2mm。
3.在下列光的实验中,正确的说法是:( A )A、法布里-珀罗干涉仪是多光束干涉仪;B、迈克耳逊干涉仪是分波面干涉仪;C、夫琅禾费衍射是一种近场衍射;D、杨氏双缝干涉是分振幅干涉仪。
4. 一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜左边12cm处,将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一个透镜右侧30 cm处,最后成像的性质是:( E )A、倒立的实像;B、放大的虚像;C、放大的实像;D、缩小的虚像;E、成像于无穷远处。
5. 假定汽车车灯的波长是500nm的绿光,汽车两个前车灯的间距为1.22m,人眼在夜间的瞳孔直径D=5mm,考虑光波衍射所产生的影响,人眼能区分两只汽车前灯的最大距离是多少公里( C )?A、1km;B、3km;C、10km;D、30km;E、100km。
6. 对于理想光具组基点和基面的描述,以下说法错误的是( B )A. 主点是一对共轭点;B. 焦点是一对共轭点;C. 节点是一对共轭点;D. 两主平面上的任一对等高点共轭。
7.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d的透明介质片,放入后两光路的光程差改变量为:( A )A、2(n-1)d;B、2nd;C、nd;D、(n-1)d。
考试试题纸(A卷)课程名称题号题分备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题应用光学四五六七专业班级八九十总分一二三一、选择题(每题1分,共5分)1.发生全反射现象的必要前提是:A)光线由光疏介质到光密介质传播B)光线由光密介质到光疏介质传播C)光线在均匀介质中传播D)以上情况都可能产生2.周视照相机可以拍摄大视场景物,其利用的:A)节点的性质B)主点的性质C)焦点的性质D)以上答案都正确3.在望远镜的视度调节中,为适应近视人群,应采取的是:A)使物镜远离目镜B)使目镜远离物镜C)使目镜靠近物镜D)应同时调节物镜和目镜4.棱镜系统中加入屋脊面,其作用是:A改变光轴的方向B)改变主截面内像的方向C)改变垂轴于主截面方向上像的方向D)以上都正确5.光学系统中场镜的作用是:A)改变成像光束的位置B)减小目镜的尺寸C)不改变像的成像性质D)以上都正确二、填空题(每题2分,共10分)1.显微镜中的光学筒长指的是(2.光学系统中像方顶截距是(3.用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是(4.望远系统中物镜的相对孔径是(5.棱镜的转动定理是(三、简答题(共20分)1.什么叫孔径光阑?它和入瞳和出瞳的关系是什么?(4分)2.什么叫视场光阑?它和入窗和出窗的关系是什么?(4分)3.几何像差主要包括哪几种?(4分)4.什么叫远心光路?其光路特点是什么?(4分)5.照相机中F数是什么意思?光圈指的是什么?(4分))))))四、分析作图题(共25分)1.已知正光组的F和F’,求轴上点A的像,要求用五种方法。
(8分)2.已知透镜的焦距公式为f'=nr1n−1n−1,l'H=−f'd,lH=−f'd,nrnr⎡⎤rd12(n−1)⎢n(1−1)+(n−1)⎥r2r2⎦⎣分析双凹透镜的基点位置,并画出FFL、BFL和EFL的位置。
(9分)3.判断下列系统的成像方向,并画出光路走向(8分)(a)五、计算题(共35分)(b)1.由已知f1′=50mm,f2′=−150mm的两个薄透镜组成的光学系统,对一实物成一放大4倍的实像,并且第一透镜的放大率β1=−2,试求:1.两透镜的间隔;2.物像之间的距离;3.保持物面位置不变,移动第一透镜至何处时,仍能在原像面位置得到物体的清晰像?与此相应的垂铀放大率为多大?(15分)2.已知一光学系统由三个零件组成,透镜1:f1′=−f1=100,口径D1=40;透镜2:f2′=−f2=120,口径D2=30,它和透镜1之间的距离为d1=20;光阑3口径为20mm,它和透镜2之间的距离d2=30。
光学工程师考试试卷第一部分:单选题1. 下列哪个是光学工程师常用的光学设计软件?A. PhotoshopB. SolidWorksC. ZemaxD. AutoCAD2. 以下哪个是决定光学薄片厚度的最主要因素?A. 折射率B. 反射率C. 晶格常数D. 波长3. 光学中常用的衍射光栅的作用是什么?A. 调节入射光强度B. 改变光束的传播方向C. 分离不同波长的光D. 增强光的聚焦效果4. 光学透镜的焦距与曲率半径的关系是?A. 焦距与曲率半径成反比B. 焦距与曲率半径成正比C. 焦距与曲率半径无关D. 焦距与曲率半径正交5. 光学工程中常用的球面透镜的优点是?A. 制造方便B. 成像质量好C. 成本低廉D. 使用寿命长第二部分:填空题6. 光学薄片在偏振镜中起到________的作用。
7. 可见光波长范围是________nm到________nm。
8. 透射光的反射率和透射率之和始终应该等于_______。
9. 在光学设计中,像差主要包括球差、________和像差。
10. 调整光路时,经常使用的光学元器件是________。
第三部分:简答题11. 请简要描述光的折射现象。
12. 什么是光的衍射?举例说明。
13. 光学镜头的主要分类有哪些?分别适用于什么场合?14. 说明光学光路中常用的几种元器件及其作用。
15. 简要介绍一下光学薄膜涂层的用途和制备方法。
第四部分:计算题16. 球面镜的焦距计算公式是f=R/(n-1),若一凸透镜的曲率半径为10cm,折射率为1.5,请计算该透镜的焦距是多少cm。
17. 一凸透镜的焦距为20mm,若物体离透镜的距离为30mm,请计算像的位置。
18. 一平行光线垂直入射到折射率为1.6的介质中,入射角为30°,求折射后的折射角。
第五部分:综合题19. 请结合实际案例,说明光学工程在军事、医疗、通信等领域的应用。
20. 以“照明设计”为题,设计一个合理的光学系统,包括光源、透镜等组成部分,并说明设计原理和效果。
光学设计考试题及答案1. 光学设计中的基本概念- 什么是光学系统的焦距?- 简述光学系统的视场和视场角。
2. 光学系统的基本类型- 列举三种常见的光学系统类型,并简要说明其特点。
3. 光学设计中的参数- 解释什么是光学系统的光圈数和相对孔径。
- 描述焦距与视场角之间的关系。
4. 光学系统的成像质量评价- 什么是光学系统的分辨率?- 简述光学系统的色差和如何减少色差。
5. 光学设计中的像差分析- 列举并解释五种主要的像差类型。
- 描述如何通过光学设计减少像差。
6. 光学设计中的光学元件- 简述透镜和反射镜在光学设计中的作用。
- 解释什么是光学滤波器及其作用。
7. 光学系统的设计与优化- 描述光学系统设计的基本步骤。
- 简述如何使用计算机辅助设计(CAD)软件进行光学系统优化。
8. 现代光学设计技术- 简述衍射光学元件(DOE)的概念及其在光学设计中的应用。
- 描述自由曲面光学元件的优势和设计挑战。
答案1. 光学设计中的基本概念- 焦距是光学系统成像点到焦点的距离。
- 视场是光学系统能够观察到的区域,视场角是该区域的夹角。
2. 光学系统的基本类型- 望远镜、显微镜和相机镜头是三种常见的光学系统类型。
望远镜用于观察远距离物体,显微镜用于观察微小物体,相机镜头用于捕捉图像。
3. 光学设计中的参数- 光圈数是光学系统光圈直径与焦距的比值,相对孔径是光圈直径与焦距的比值。
- 焦距越短,视场角越大。
4. 光学系统的成像质量评价- 光学系统的分辨率是指系统能够区分两个相邻物体的最小距离。
- 色差是由于不同波长的光在光学系统中的折射率不同而产生的,可以通过使用消色差透镜来减少。
5. 光学设计中的像差分析- 主要的像差类型包括球面像差、色差、场曲、畸变和像散。
- 通过选择合适的光学元件组合和调整光学系统参数来减少像差。
6. 光学设计中的光学元件- 透镜用于聚焦或发散光线,反射镜用于改变光线的传播方向。
- 光学滤波器用于选择性地传输特定波长的光,用于改善成像质量或实现特定效果。
专业视觉光学技术测验题及答案题目一问题:什么是视觉光学技术?答案:视觉光学技术是指利用光学原理和技术手段来研究和应用于视觉系统的技术领域。
它主要包括图像采集、图像处理、图像分析和图像显示等方面的技术。
题目二问题:请简要介绍视觉光学技术的应用领域。
答案:视觉光学技术在多个领域中得到了广泛的应用。
其中包括医学影像学、工业检测、机器人视觉、安防监控、交通监控、虚拟现实等。
视觉光学技术的应用可以提高生产效率、改善产品质量、增强安全性等。
题目三问题:请解释什么是相机的光圈?答案:相机的光圈是指相机镜头中光线通过的孔径大小。
它通过调整光圈大小来控制进入相机的光线量。
光圈的大小决定了相机的景深和曝光量,较大的光圈可以实现浅景深和更多的进光,而较小的光圈则会增加景深和减少进光。
题目四问题:请解释什么是焦距?答案:焦距是指光学系统中从透镜或镜头到成像面的距离。
在摄影中,焦距决定了成像的视角和放大倍数。
较短的焦距可以提供广角视角和较大的景深,而较长的焦距则可以提供较小的视角和较小的景深。
题目五问题:请解释什么是曝光时间?答案:曝光时间是指相机的快门打开的时间长度,即相机感光元件暴露于光线下的时间。
曝光时间的长短直接影响照片的明暗程度。
较长的曝光时间可以捕捉到更多的光线,适用于拍摄暗场景或者需要捕捉快速运动的场景,而较短的曝光时间则适用于拍摄静止物体或者需要冻结运动的场景。
题目六问题:请解释什么是白平衡?答案:白平衡是指相机调整图像中白色的色温,以保证白色物体看起来真实无色偏。
不同光源的色温不同,例如白炽灯的色温较低,而日光的色温较高。
通过设置白平衡,相机可以校正图像中的色温,使白色物体在不同光源下呈现出相同的颜色。
题目七问题:请简要介绍数字图像处理在视觉光学技术中的应用。
答案:数字图像处理在视觉光学技术中扮演着重要角色。
它可以对采集到的图像进行增强、修复、分析和识别等处理。
常见的数字图像处理技术包括图像滤波、边缘检测、图像分割、目标跟踪等。
大学光学教程考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光学中的“三基色”指的是哪三种颜色?A. 红、黄、蓝B. 红、绿、蓝C. 红、橙、绿D. 黄、绿、紫答案:B2. 光的干涉现象产生的条件是什么?A. 光源必须是单色光B. 两束光的频率相同C. 两束光的相位差恒定D. 所有以上条件答案:D3. 以下哪种现象不属于光的折射?A. 海市蜃楼B. 小孔成像C. 透镜成像D. 影子的形成答案:D4. 光的偏振是指什么?A. 光波的振动方向与传播方向垂直B. 光波的振动方向与传播方向平行C. 光波的振动方向只在一个平面内D. 光波的振动方向在空间中任意变化答案:C5. 以下哪种材料可以作为增透膜使用?A. 玻璃B. 聚乙烯C. 氟化镁D. 石墨答案:C6. 光的全反射现象发生的条件是什么?A. 光从光密介质进入光疏介质B. 入射角大于临界角C. 光从光疏介质进入光密介质D. 入射角小于临界角答案:A、B7. 以下哪种情况会导致光的多普勒效应?A. 光源和观察者相对静止B. 光源向观察者运动,观察者静止C. 观察者向光源运动,光源静止D. 光源和观察者同时相互运动答案:B、C、D8. 光的衍射现象说明了什么?A. 光具有波动性B. 光具有粒子性C. 光只能直线传播D. 光的传播不需要介质答案:A9. 光纤通信利用了哪种光学现象?A. 光的反射B. 光的折射C. 光的干涉D. 光的全反射答案:D10. 以下哪种情况不会导致光的色散现象?A. 光通过三棱镜B. 光通过云层C. 光通过光纤D. 光通过光栅答案:C二、填空题(每题2分,共20分)11. 光的电磁说是由________提出,他证明了光是________的电磁波。
答案:麦克斯韦;电磁场12. 光的波长、频率和波速之间的关系可以用公式________来表示。
答案:c = λν13. 在光的干涉实验中,两束相干光的频率完全相同,这种现象称为________干涉。
七年级下册光学测试题(含详细解答)(08年)2.检查视力时,要求眼睛与视力表相距5 m。
医院里常按图1所示的方式检查视力,让被检查者面对平面镜而坐,身后是视力表。
已知人距平面镜2 m,那么视力表离平面镜的距离是()A.5mB.2mC.3mD.4m(06年)5.王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门,当有人靠近时,门会实现自动开闭。
王勇同学对此产生了浓厚的兴趣,他很想知道自动门是如何实现自动控制的。
为此他反复做了几次试验:当他轻轻地靠近自动门时,门自动打开;当把一个足球滚向自动门时,门自动打开;当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板,直立着滑向自动门时,门不打开。
王勇同学根据探究试验的结果,对自动门的自控原理提出了以下几种猜想,你认为其中最合理的猜想是[]A.自动门“听”到来者的声音时,通过声控装置实现自动开闭B.自动门探测到靠近的物体发射出的红外线,通过光控装置实现自动开闭C.自动门本身能发射出一种红外线信号,当此种信号被靠近的物体反射时,就会实现自动开闭D.靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门,实现自动开闭5. C(3分)(06年)2、假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与现在相比将()A.提前B.延后C.相同D.不确定2..B(06年)3、许多电冰箱的背后漆成黑色,原因是()A.黑色物体的热辐射能力较强B.黑漆的强度较大C.黑色物体吸热能力较强,有利于冰箱内物体的降温D.黑色物体不易吸附灰尘3.C(06年)7.在日常生活中,有时会出现这样的现象:在商场中,经过挑选,自己感到满意的衣服,回家后却发现衣服的色彩发生了变化,造成这种现象的主要原因是()A.衣服的颜料质量有问题B. 商场和家中的环境温度不同C.商场和家中的环境湿度不同D. 商场和家中照明光源不同7.D(04年)1.电视机的开启和关闭可以通过遥控器实现。
遥控器用来控制电视机的是A.红光B.红外线C.紫光D.紫外线1.B(02年)2.小明的写字台上有一盏台灯。
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本题得分一、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n 的液体内,;还有第级主极大缺级。
6.在菲涅耳圆孔衍射中,对轴线上的的 P 点,孔径越小,波带数越P 点离圆孔越近,波带数越。
;对给定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。
本题得分二、选择题(本大题共10 题,每题 3 分,共 30 分)题号12345678910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)-40cm3.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 /2d4.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=5b5.一双凹透镜折射率为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/f7.在玻璃表面镀上一层透明的MgF 2( 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)/4n8.夫琅和费单缝衍射中,零级中央亮条纹的光强为I 0,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) 4I0/59.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1.10;( B)arccos 1.10( C) 1.10/1.50 ;( D) 1.50/1.10(A )arcsin;1.50 1.5010.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本题得分三、作图题:(本大题 1 题, 10 分)用作图法求出物点S 的像点。
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:C2.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 =nc知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大,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:C3.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:C4.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.4dB.4nd 解析:本题考查薄膜干涉.设绿光在膜中的波长为λ,则 由d =41λ, 得λ=4d则绿光在真空中的波长为λ0=nλ=4nd.故正确选项为D.答案:D5.一束光线从折射率为的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是AD解析:sin C=n1=sin45°=22=入射角45°大于临界角C,发生全反射.故正确选项为A.答案:A6.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法不正确的是A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光,但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光解析:本题考查光的干涉和衍射.A正确;当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上出现的是单缝衍射条纹,B正确;两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光,它们的频率不同,不能叠加形成干涉条纹,但屏上有亮光,故C 正确,D错.答案:D7.细红光束和细蓝光束垂直于AB面进入楔形棱镜,并能从AC面射出,如图所示.这两束光从棱镜的AC面射出后的情况是A.两束光一定相交B.两束光仍然平行C.两束光的反向延长线相交D.条件不足,无法确定解析:本题考查光的折射.由于光的折射,红蓝两束光从AC 面射出时均向BC 面偏折,但由于蓝光频率高于红光频率,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角,所以从AC 面射出的两束光一定相交.故正确选项为A.答案:A8.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则A.绿光一定能发生全反射B.红光一定能发生全反射C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最小D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长解析:同一介质对红光折射率小,对绿光折射率大,所以发生全反射时,红光的临界角最大,绿光的临界角最小.若黄光发生全反射,则绿光一定发生全反射.由v =c /n 得,红光速率大,红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为A.答案:A9.如图所示,将半圆形玻璃砖放在竖直面内,它左方有较大的光屏P ,线光源S 可沿玻璃砖圆弧移动,它发出的光束总是射向圆心O .若S 从图中A 向B 处移动,在P 上先看到七色光带,以后各色光陆续消失.则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是PAA.红光→紫光,红光B.紫光→红光,红光C.红光→紫光,紫光D.紫光→红光,紫光解析:本题考查光的折射与色散.从红光到紫光频率逐渐增大,在玻璃中的折射率也逐渐增大,从玻璃中出射偏离原来的方向便逐渐增大,因此从下到上的排列顺序为紫光→红光.因为紫光的临界角最小,所以最早消失的是紫光.故正确选项为D.答案:D10.在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行,则A.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏大B.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏小C.入射光线与出射光线一定不平行,测量值仍然正确D.入射光线与出射光线可能平行,测量值仍然正确解析:本题考查测玻璃折射率的实验.由折射定律及光路可逆知,出射光线与入射光线一定不平行,但所测折射率n =21sin sin θθ仍然正确.故正确选项为C.答案:C第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题,每小题4分,共20分.把答案填在题中的横线上.年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象.他用单色光照射屏上的一个小孔,是为了获得_______;由小孔射出来的光再射到两个小孔上,是为了获得-_______________________________________________________.答案:一个点光源 两个振动情况总相同的光源,即相干光源12.夏天,太阳光把地面晒得发热是因为太阳光中的_______显著;经常在矿井下劳动的工人、软骨病人要经常晒晒太阳是因为太阳光中的_______能促进生理作用、保障身体健康.答案:红外线热效应 紫外线13.已知一束单色光在水中的传播速度是在真空中的43,则这束光在水中传播时的波长为真空中的_______.解析:λ水=4343==v c v v 水λ真空.答案:4314.一单色光射入一折射率为2的玻璃圆球,当入射角为θ时,发现恰可在球外三个不同方向上看到折射出的光线,如图所示.则角θ为_______.解析:本题考查光的折射.,由折射定律知 sin θ=n sin θ′=22 则θ=45°. 答案:45°15.在双缝干涉实验中,屏上一点P 到双缝的路程差是×10-6m.若P 点恰是暗纹,且和中央之间还有一条亮纹,则光的波长是_______m.解析:本题考查双缝干涉.由题意知23λ=×10-6 m 解得λ=×10-6m.答案:×10-6三、本题共4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.16.(8分)在双缝干涉实验中,用氦氖激光器作光源,其发出的红光频率为×1014Hz ,从双缝射出的光的振动情况完全相同,它们到达光屏上某点的路程差为 nm.那么该点将出现怎样的干涉图样?解析:本题考查双缝干涉实验中出现明暗条纹的条件.根据光波的速度公式 c =λf (2分)有λ=1481074.4100.3⨯⨯=f c m =×10-6m= nm (2分)光的路程差跟红光波长之比为n =9.6326.2531=∆λs=4(2分)即路程差为红光波长的整数倍.因此,两束红光在该点振动加强,出现红色的明条纹.(2分)答案:红色的明条纹17.(10分)如图所示,S 为一在xOy 平面内的点光源.一平面镜垂直于xOy 平面放置,它与 xOy 平面的交线为MN ,MN 与x 轴的夹角θ=30°.现保持S 不动,令平面镜MN 以速度v 沿x 轴正方向运动,则S 经平面镜所成的像以多大速度沿什么方向运动?OSyx解析:本题考查平面镜成像.(1)据平面镜成像原理,平面镜MN 以速率v 沿x 轴正方向运动时,S 的像S ′沿S ′S 的连线向S 运动. (3分)(2)把平面镜MN 的速率v沿镜面方向和垂直镜面方向分解,如图所示,v1v 1=v sin30°=21vv 2=v cos30°=23v . (3分)(3)平面镜MN 以速度v 1沿S ′S 的连线向S 运动,则像S ′以2v 1=v 的速度沿S ′S 的连线向S 运动.(4分)18.(10分)如图所示,横截面是直角三角形AB C 的三棱镜对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB 垂直射入,从另一个侧面AC 折射出来.已知棱镜的顶角∠A =30°,AC 边平行于光屏MN ,且与光屏的距离为L .求在光屏上得到的可见光谱的宽度.MN解析:本题考查光的色散.设射到屏上的红光和紫光偏离O d 2,折射角分别为θ2和θ3,入射角θ1=30°,则由折射定律211sin sin 1θθ=n (2分)312sin sin 1θθ=n (2分)得sin θ2=n 1sin θ1=21n 1(1分) sin θ3=n 2sin θ1=21n 2(1分) 则d 1=L tan θ2=L2114n n -(1分)d 2=L tan θ3=L2224n n - (1分)则可见光谱的宽度为d 2-d 1=L (21122244n n n n ---). (2分)答案:L (21122244n n n n ---)19.(12分)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;另一条光线的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P 点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =2R,OP =3R .求玻璃材料的折射率.解析:本题考查光的折射.光路如图所示:其中一条光线沿直线穿过玻璃,,在半圆面上的入射点为B,入射角设为θ1,折射角设为θ2,则sin θ1=21=OB OA (3分) θ1=30°(2分)因OP =3R,由几何关系知BP =R ,则折射角θ2=60°(4分)由折射定律得玻璃的折射率为n =330sin 60sin sin sin 12=︒︒=θθ=. (3分)答案:。
I 入射光 P 振动方向eλn 1 n 2 n 3可编辑修改精选全文完整版一、填空题(每小题4分,总共24分)1.玻璃的折射率为n =1.5,光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为________;光从玻璃射向空气时的布儒斯特角为________。
2.如图所示,左图是干涉法检查平面示意图,右图是得到的干涉图样,则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。
(填“上凸”或“下凹”)3. 如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面 反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且n 1>n 2>n 3,λ1 为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的位相差为。
4. 在单缝夫琅和费衍射的观测中:①令单缝在纸面内垂直透镜的光轴上、下移动,屏上的衍射图样改变(填“是”或“否”);②令光源垂直透镜的光轴上、下移动时,屏上的衍射图样改变(填“是”或“否”)。
5. 在双折射晶体内部,频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光。
①沿光轴传播时,它们的传播速度是_______的(填“相同”或“不同”);②沿垂直光轴传播时,它们的传播速度是_______的(填“相同”或“不同”)。
6.如图所示,当偏振片P 旋转一周时,①若I 不变,则入射光是_______;②若I 变,并且有消光现象,则入射光是_______;③若I 变,但是无消光现象,则入射光是_______。
二、简答题(每小题6分,总共36分)1.汽车两前灯相距1.2m ,设灯光波长为λ=600nm ,人眼瞳孔直径为D =5mm 。
试问:对迎面而来的汽车,离多远能分辨出两盏亮灯?2. 一束波长为λ=500nm 的平行光束在空气中传播,若在与光束垂直的方向上插入一个透明薄片,薄片厚度d =0.01mm ,折射率n =1.5。
试问:插入薄片后引起的光程和相位变化分别为多少?3. 某线偏振光在真空中的波长为λ=589nm ,垂直入射到方解石上,晶体的光轴与表面平行,已知方解石晶体的主折射率为n o =1.658,n e =1.486。
光学考试试卷(附答案)
班级姓名学号成绩
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。
二、选择题(本大题共10题,每题3分,共30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λ,则金属丝的直径为
(A)Lλ/d;(B)λd/L;(C)λd/2L;(D)Lλ/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λ的入射光,增透膜的最小厚度为
(A)λ/2;(B)λ/4;(C)λ/2n;(D)λ/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λ,当缝两边到屏上的P 点的光程差为λ/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)
•
S F H H ' F '
2.波长500nm λ=的单色平行光垂直投射到平面光栅上,已知光栅常数 3.0d m μ=,缝宽1.0b m μ=,光栅后会聚透镜的焦距1f m =,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λ=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.
b L λ2,b
L λ。
4.-R/2,-R/2n 。
5.3,6;9;12;….。
6.多,少。
7.像方焦点,
1f f
s s
'+='。
8.β=+1,γ =+1。
9.暗,半波损失。
二、选择题(本大题共10题,每题3分,共30分)
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:cm S 201
=' (3分) cm S 202
=' (3分) 121==βββ (2分)
2.解:(1)mm b
f l 46.52='
=∆λ (3分)
(2)cm f n n n n f O H
171)
1(2=''
--'=' (3分)
mm b
n f l O H
1422=''=
∆λ (2分)
3.解:(1)0,2h λ
δ==
暗环 (2分)
(2), 4.162h
h n h λ∆=='∆ 4个亮环,
2500
46251.6
h nm ⨯⨯∆== (3分)
(3)条纹向中心移动,条纹数减少,间距增大 (3分)
4.解:1,2011
-=='βcm S (3分) 3,3022
=-='βcm S (3分) 1,33.0,67.633
-=-=-='ββcm S 倒立等大实像 (4分)
5.解:(1)
3=b
d
,0,±1,±2共5个主极大 (3分) (2)nm rad d j
D /1052.2cos 6-⨯==θ
rad 31026.1-⨯=∆θ
mm f 26.1=∆'θ (4分)
(3)λ2的第2级位置0.294 m ,
λ1的第3级位置0.463 m ,
不重叠,可以分辨 (3分)。