光学期末考试
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光学期末试题及答案一、选择题1. 光的传播速度快于声音的传播速度的主要原因是:A. 声音的传播需要介质B. 光是电磁波,无需介质传播C. 光的频率高于声音的频率D. 光的波长短于声音的波长答案:B2. 下列哪种现象不能用光的直线传播来解释:A. 折射B. 反射C. 色散D. 散射答案:D3. 光的波动理论最初由哪位科学家提出:A. 爱因斯坦B. 德布罗意C. 麦克斯韦D. 黄冈答案:C二、判断题判断下列说法是否正确,正确的用“对”表示,错误的用“错”表示。
1. 光的折射是由于光速在不同介质中的传播速度变化而引起的。
答案:对2. 折射定律是描述光在两种介质之间传播时的反射现象的数学表达式。
答案:错3. 光的波长越长,其频率越高。
答案:错三、简答题1. 什么是全反射,它发生的条件有哪些?答:全反射是指光从一种介质射向另一种光密介质时,发生的所有入射光均被反射,没有折射现象的现象。
全反射发生的条件包括:从光密介质射向光疏介质(即光密介质的折射率大于光疏介质的折射率)且入射角大于临界角。
2. 解释什么是散射现象,以及散射现象产生的原因是什么?答:散射是指光通过介质时,由于介质中的晶格、分子或颗粒等不规则结构的存在,使得光沿原来的传播方向以外的各个方向重新发射出来。
散射现象产生的原因是光与介质中的微小物体(如颗粒、气溶胶等)相互作用,发生多次无规则的碰撞,改变了光的传播方向。
四、计算题1. 若一束光沿垂直入射到光疏介质中,光疏介质的折射率为1.5,则反射光和折射光的比值是多少?答:根据反射定律,反射角等于入射角,计算入射角:入射角 = 90°反射光和折射光的比值 = sin(入射角) / sin(反射角)由于入射角等于反射角,所以比值为1。
2. 若一束光从介质1射向介质2,介质1的折射率为1.2,入射角为30°,求介质2的折射率。
答:根据折射定律,sin(折射角) = (介质1的折射率 / 介质2的折射率) * sin(入射角)将已知数据带入计算:(1.2 / 介质2的折射率) * sin(30°) = sin(折射角)求解得:介质2的折射率≈ 0.926以上为光学期末试题及答案,希望能对您的学习有所帮助。
光学教程大学期末考试复习题一、选择题1. 光的波长为λ,频率为ν,光速为c,它们之间的关系是:A. λ = c / νB. ν = c / λC. λν = cD. c = λ * ν2. 干涉现象发生的条件是:A. 两束光的频率相同B. 两束光的相位相同C. 两束光的强度相同D. 两束光的波长相同3. 在单缝衍射实验中,中央亮纹的宽度与下列哪个因素无关?A. 单缝宽度B. 观察屏距离单缝的距离C. 光的波长D. 单缝到观察屏的距离二、简答题1. 解释什么是光的偏振现象,并简述偏振光的应用。
2. 描述光的衍射现象,并举例说明其在日常生活中的应用。
三、计算题1. 假设一束红光的波长为700nm,求其频率。
已知光速c = 3×10^8 m/s。
2. 给定一个单缝衍射实验,单缝宽度为0.1mm,光的波长为600nm,求第一级次亮纹与中央亮纹之间的距离,假设观察屏距离单缝1m。
四、论述题1. 论述光的干涉现象在光学仪器中的应用,并举例说明。
2. 讨论光的全反射现象及其在光纤通信中的应用。
五、实验题1. 设计一个实验来验证光的干涉现象,并说明实验步骤和预期结果。
2. 描述如何使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,并解释其原理。
参考答案:一、选择题1. 答案:C2. 答案:A3. 答案:C二、简答题1. 偏振现象是指光波振动方向的特定取向。
在自然界中,光通常是非偏振的,但在某些情况下,如反射和折射,光可以变为偏振光。
偏振光的应用包括偏振太阳镜减少眩光,液晶显示器的工作原理,以及在摄影中减少反射等。
2. 衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时,波前发生弯曲,形成新的波前。
日常生活中的应用包括CD播放器读取数据,光学显微镜成像等。
三、计算题1. 答案:ν = c / λ = (3×10^8 m/s) / (700×10^-9 m) =4.29×10^14 Hz2. 答案:由于是单缝衍射,第一级次亮纹与中央亮纹之间的距离可以通过公式计算:Δy = λL / a,其中L是观察屏距离单缝的距离,a是单缝宽度。
光学教程期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光的波动性是由哪位科学家首次提出的?A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 惠更斯2. 以下哪个现象不属于光的干涉现象?A. 薄膜干涉B. 光的衍射C. 光的反射D. 光的折射3. 光的偏振现象说明了光是:A. 横波B. 纵波C. 无偏振光D. 非极化光4. 以下哪个选项不是光的衍射现象?A. 单缝衍射B. 双缝衍射C. 光的全反射D. 光栅衍射5. 光的色散现象是由于:A. 光的波长不同B. 光的速度不同C. 光的频率不同D. 光的强度不同6. 以下哪个现象不属于光的折射现象?A. 光的折射定律B. 光的全反射C. 光的色散D. 光的透镜成像7. 光的全反射现象发生在:A. 光从光密介质射向光疏介质B. 光从光疏介质射向光密介质C. 光从真空射向介质D. 光从介质射向真空8. 光的衍射极限是指:A. 衍射图样的清晰度B. 衍射图样的亮度C. 衍射图样的对比度D. 衍射图样的分辨率9. 光的干涉条纹间距与以下哪个因素有关?A. 光源的强度B. 光源的频率C. 光源的波长D. 光源的极化10. 以下哪个选项是光的偏振现象的应用?A. 激光切割B. 激光测距C. 偏振太阳镜D. 激光通信二、填空题(每空2分,共20分)11. 光的干涉条件是两束光的频率必须________。
12. 光的衍射现象可以通过________来观察。
13. 光的偏振现象可以通过________来观察。
14. 光的全反射现象发生在光从光密介质射向光疏介质时,且入射角大于________。
15. 光的色散现象可以通过________来观察。
16. 光的折射定律是由________提出的。
17. 光的偏振现象说明了光是________波。
18. 光的干涉条纹间距与光源的________有关。
19. 光的衍射极限是指衍射图样的________。
20. 光的偏振现象的应用之一是________。
光学设计期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光学设计中,用于描述光束聚焦能力的参数是()。
A. 焦距B. 光斑直径C. 光束质量D. 光束发散角2. 以下哪个不是光学系统的基本特性?()A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 重量3. 在光学系统中,色差的类型不包括()。
A. 球面色差B. 色差C. 色差D. 色差4. 光学系统中,为了校正色差,通常采用的光学元件是()。
A. 透镜B. 反射镜C. 棱镜D. 滤光片5. 光学系统中,用于校正球面像差的常用方法是()。
A. 使用非球面透镜C. 使用滤光片D. 使用棱镜6. 在光学设计中,用于描述成像质量的参数是()。
A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 焦距7. 光学设计中,用于计算光学系统的像差的方法是()。
A. 几何光学法B. 波动光学法C. 干涉光学法D. 衍射光学法8. 以下哪个不是光学设计软件的名称?()A. ZemaxB. Code VC. MATLABD. Photoshop9. 光学设计中,用于描述光学系统成像能力的参数是()。
A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 焦距10. 光学系统中,用于校正畸变的常用方法是()。
A. 使用非球面透镜B. 使用反射镜D. 使用棱镜二、填空题(每空2分,共20分)11. 光学设计中,焦距是指从____到____的距离。
12. 光学系统中,色差的类型包括____和____。
13. 光学设计中,分辨率是指光学系统能够分辨的____。
14. 光学设计软件Zemax主要用于____。
15. 光学系统中,畸变是指成像时____和____的不一致。
16. 光学设计中,放大倍数是指成像系统成像的____与____的比值。
17. 光学设计中,非球面透镜主要用于校正____。
18. 光学设计软件Code V主要用于____。
19. 光学设计中,干涉光学法用于计算光学系统的____。
20. 光学系统中,衍射光学法用于研究光的____。
第一章 习题一、填空题:1001.光的相干条件为 、 和 。
1015.迈克尔逊干涉仪的反射镜M 2移动0.25mm 时,看到条纹移动的数目为1000个,若光为垂直入射,则所用的光源的波长为_____________。
1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于_________和_________的乘积 。
1089. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光同时传播到p 点,两振动的相位差为ΔΦ。
则p 点的光强I =__________________。
1090. 强度分别为1I 和2I 的两相干光波迭加后的最大光强max I =_____________。
1091. 强度分别为I 1和I 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =_____________。
1092. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最大光强max I =_____________。
1093. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =_____________。
1094. 两束相干光迭加时,光程差为λ/2时,相位差 =_____________。
1095. 两相干光波在考察点产生相消干涉的条件是光程差为半波长的_______倍,相位差为π的_________倍。
1096. 两相干光波在考察点产生相长干涉的条件是光程差为波长的_______倍,相位差为π的_________倍。
1097. 两相干光的振幅分别为A 1和A 2,则干涉条纹的可见度v=____________。
1098. 两相干光的强度分别为I 1和I 2,则干涉条纹的可见度v=____________。
1099.两相干光的振幅分别为A 1和A 2,当它们的振幅都增大一倍时,干涉条纹的可见度为_____________。
1100. 两相干光的强度分别为I 1和I 2,当它们的强度都增大一倍时,干涉条纹的可见度_____________。
光学教程期末考试试题# 光学教程期末考试试题## 第一部分:选择题### 题目1:光的波动理论中,光波的传播速度在真空中是恒定的。
这个速度是多少?A. 299,792,458 米/秒B. 300,000,000 米/秒C. 299,792,000 米/秒D. 299,792,458 千米/秒### 题目2:以下哪种现象不是光的干涉现象?A. 杨氏双缝实验B. 薄膜干涉C. 光的反射D. 牛顿环### 题目3:在光学中,折射率的物理意义是什么?A. 光在介质中传播的速度B. 光在不同介质中的传播速度比值C. 光在介质中传播时,波长的变化D. 光在介质中传播时,频率的变化## 第二部分:填空题### 题目1:光的偏振现象说明光是_______。
### 题目2:在菲涅尔方程中,反射光和折射光的振幅比值与入射角和介质的折射率有关,这个比值称为_______。
### 题目3:当光通过一个介质界面时,部分光被反射,部分光被折射,这种现象称为_______。
## 第三部分:简答题### 题目1:简述光的衍射现象,并解释衍射现象对光学成像的影响。
### 题目2:解释全反射现象,并讨论其在光纤通信中的应用。
### 题目3:描述光的色散现象,并讨论色散对光谱分析的意义。
## 第四部分:计算题### 题目1:如果一束光从空气射入玻璃,折射率为1.5。
已知入射角为30°,求折射角。
### 题目2:在杨氏双缝实验中,双缝间距为0.5毫米,观察屏距离双缝1米,光波长为600纳米。
计算相邻明条纹之间的距离。
### 题目3:一个光学镜头的焦距为50毫米,物体距离镜头为100毫米。
计算成像的放大倍数和像的位置。
## 第五部分:论述题### 题目1:论述光学成像原理,并解释如何通过光学系统设计来提高成像质量。
### 题目2:讨论光的偏振现象在现代科技中的应用,例如在液晶显示技术和3D电影中的应用。
### 题目3:分析光的干涉现象在光学测量中的应用,例如在干涉仪中测量微小位移的原理。
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( )。
I 入射光 P 振动方向eλn 1 n 2 n 3一、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°。
光学大学期末考试复习题光学是物理学中的一个重要分支,它研究光的性质、行为以及与物质的相互作用。
以下是光学大学期末考试的复习题,供同学们复习参考:一、选择题1. 光的波动理论是由哪位科学家提出的?A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 惠更斯2. 光的干涉现象说明了光具有什么性质?A. 粒子性B. 波动性C. 反射性D. 折射性3. 以下哪种光学仪器是利用光的折射原理工作的?A. 望远镜B. 显微镜C. 激光器D. 偏振器4. 光的衍射现象说明光具有什么特性?A. 直线传播B. 波动性C. 粒子性D. 反射性5. 光的偏振是指什么?A. 光的传播方向B. 光的振动方向C. 光的频率D. 光的强度二、填空题1. 光的三原色是红、绿、____。
2. 光的波长越长,其频率越____。
3. 激光的全称是____。
4. 光的折射定律是斯涅尔定律,其表达式为n1 * sinθ1 = n2 * sinθ2,其中n代表____,θ代表____。
5. 光的衍射现象中,单缝衍射的中央亮纹宽度与缝宽的关系是____。
三、简答题1. 解释什么是光的干涉,并给出两个干涉现象的例子。
2. 描述光的偏振现象,并解释偏振光在日常生活中的应用。
3. 阐述光的衍射现象,并解释衍射现象如何影响我们对光的理解。
四、计算题1. 假设一个光源发出波长为600纳米的光,通过一个双缝干涉装置,双缝间距为1微米,求在距离光源1米处的屏幕上,相邻亮纹之间的距离。
2. 一个光栅的每毫米有1000条线,如果使用波长为500纳米的光照射这个光栅,求第一级衍射角的大小。
五、论述题1. 论述光的量子理论及其对现代物理学的影响。
2. 讨论光学在现代科技中的应用,并举例说明。
请同学们认真复习,准备期末考试。
祝考试顺利!。
考题2评分标准一、填空题(每空1分,共10分)1. D λ/d (1分);变大(1分)2. 凹(1分);200度(1分)3. 菲涅耳衍射(1分);夫琅禾费衍射(1分)4. r 1+r 2+r 3(1分);n 1r 1+n 2r 2+n 3r 3(1分)5.物方焦点(1分);像方焦点(1分)二、简答题(每小题5分,共10分)1.已知弹性薄片的相速度为p v a=,其中a 是常数,求其群速度。
答:由 ()y p p d v v v d λλ=- 得 2y a v λ= (5分) 2. 两个正交偏振器之间插入一块λ/2波片,强度为I 0的单色光通过这一系统,如果波片绕光的传播方向旋转一周,问将看到几个光强极大值和极小值?并写出光强数值大小。
答:分别将看到4个极大和4个极小值(2分)。
(当波片光轴平行或垂直于起偏器光轴时完全消光,出现极小值。
)光强为0;(当波片光轴与偏振器光轴成45度角时,出现极大。
)光强为I 0/2。
(3分) 三、选择题(每小题3分,共30分)1B (3分);2D (3分);3A (3分);4A (3分);5B (3分);6D (3分);7A (3分); 8B (3分);9A (3分);10D (3分)四、作图题(10分)五、计算题(每小题10分,共40分)1.解: (1) 由公式 0r y d λ∆= 得 550 6.4100.08cm 0.04y -∆=⨯⨯= (5分) (2) 62100.01sin tan 0.04810cm 50y r r d d d r θθ--≈≈===⨯ ()6215228106.4104r r πππϕλ--∆=-=⨯=⨯ (5分) 2.解: s i n d j θλ= d = 24000Å (2分)jN λλ=∆ N = 60000条 (3分), =3, 1,2d j j k b k == b 1=8000 Å, b 1=12000 Å(3分)L =Nd =60000×24000 Å=0.144m (2分)3解:(1) ()()πλπ122+=-k n n d e o (2分) ()()()cm k n n k d e o 31075.21212-⨯⨯+=-+=π (3分) (2) 由(1)可知该波片为λ/2 波片,要透过λ/2 波片的线偏振光的振动面和入射光的振动面垂直即:2θ=90° (2分)得到:θ=π/4 (3分)4.解:分成两半透镜,对称轴仍是PKO ,P 1 ,P 2 构成两相干光源, 相距为d 。
一、填空题(每小题2分,总共20分)1、测量不透明电介质折射率的一种方法是,用一束自然光从真空入射电介质表面,当反射光为()时,测得此时的反射角为600,则电介质的折射率为()。
2、若光波垂直入射到折射率为n=1.33的深水,计算在水表面处的反射光和入射光强度之比为()。
3、光的相干性分为()相干性和()相干性,它们分别用()和()来描述。
4、当两束相干波的振幅之比是4和0.2时,干涉条纹对比度分别是()、和()。
5、迈克尔逊干涉仪的可动反光镜移动了0.310mm,干涉条纹移动了1250条,则所用的单色光的波长为()。
6、在夫朗禾费单缝衍射实验中,以波长为589nm的钠黄光垂直入射,若缝宽为0.1mm,则第一极小出现在()弧度的方向上。
7、欲使双缝弗琅禾费衍射的中央峰内恰好含有11条干涉亮纹,则缝宽和缝间距需要满足的条件是()。
8、一长度为10cm、每厘米有2000线的平面衍射光栅,在第一级光谱中,在波长500nm附近,能分辨出来的两谱线波长差至少应是()nm。
9、一闪耀光栅刻线数为100条/毫米,用=600nm的单色平行光垂直入射到光栅平面,若第2级光谱闪耀,闪耀角应为多大()。
10、在两个共轴平行放置的透射方向正交的理想偏振片之间,再等分地插入一个理想的偏振片,若入射到该系统的平行自然光强为I0,则该系统的透射光强为()。
二、简答题(每小题4分,总共40分)1、写出在yOz平面内沿与y轴成角的r方向传播的平面波的复振幅。
2、在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置n1=1.4和n2=1.7,但厚度同为d的玻璃片后,原来的中央极大所在点被第5级亮条纹占据。
设=480nm,求玻璃片的厚度d及条纹迁移的方向。
3、已知F-P标准具的空气间隔h=4cm,两镜面的反射率均为89.1%;另一反射光栅的刻线面积为33cm2,光栅常数为1200条/毫米,取其一级光谱,试比较这两个分光元件对=632.8nm红光的分辨本领。
级2、作出方解石晶体内o 光和e 光的波面和传播方向。
邯郸学院2009-2010学年第一学期2008级物理学、应用物理学专业本科期末考试试卷(A )6、左旋圆偏振光垂直通过 A 、右旋椭圆偏振光C 、左旋椭圆偏振光2波片后,其出射光的偏振态为:B 、右旋圆偏振光 D 、左旋圆偏振光题号 -一一 -二二 -三 四 总分 满分 18181450100得分 阅卷人复核人1 2 0 分钟、选择题(每小题3分,共18 分)课程名称:光学任课教师:史淑惠考试时间:考试性质(学生填写“V ”):正常考试()缓考补考()重修()提前修读()满分 30 得分、填空题(每题3分,共18 分)满分 18得分1、 一光束通过衍射光栅构成夫琅和费衍射, 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,则衍射图样: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方向的移动C 、 中心不变,衍射图样变化D 、 没有变化 2、 迈克耳逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率 放入后,两光束的光程差改变量为:A 、2 (n-1 ) hB 、2nhC 、nh D3、 波长为入的单色光从空气垂直入射到折射率为 线得到增加,薄膜的厚度应为:、nh n ,厚度为h 的透明介质片, () 、(n-1)h n 的透明薄膜上,要使反射光 ) D 、2n A 、4 B 、4n C 、24、 .屏上得到单缝夫琅和费衍射图样,当入射光波长变大时,中央最大值的宽 度: ( A 、变小 B 、变大5、 晴朗的天空所以呈浅兰色, 原因为:A 、太阳光被大气所吸收 C 、不变 清晨日出或傍晚日落的晨曦和晚霞呈现红色, (B 、太阳光被大气所色散D 、太阳光被大气所散射 1、 在空气中频率为 5 X 1014H Z 的单色光进入某种透明介质后波长变为 4000?,则此介质的折射率为 ,光在介质内的频率为 。
2、 用迈克耳逊干涉仪测微小的位移, 若入射光的波长入=5.893 X 10-7m 当动臂 反射镜移动时,干涉条纹移动了 2048条,反射镜移动的距离d =3、 ______________________________________________________ 设某远视眼的近点为1.25m,他应戴的凸透镜的度数是 ________________________ 4、 在单轴晶体中光矢量振动方向垂直于主截面的光称 面的光称。
《光学》期末考试试卷一、(23分)填空和判断(在括号内,对的打√,错的打×)。
1.(5分)偏振光可以具有不同的偏振太,这些偏振态包括_____、______、_______、______、______、______。
2.(4分)波长为1Å的伦琴射线被碳散射,在散射角为90°方向上进行观察,则康普顿位移△λ=_________。
3.费马原理是指。
4.光在真空中传播速度只有一个,即光速C,而电子可以有vC的任何速度;电子有静止质量,而光子的静止质量为。
5.对光具组来说,物方焦点和象方焦点是一对共轭点。
()6.棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比;光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。
()7.平板厚度增加时,等倾干涉条纹变疏,且往里移动。
()8.在夫琅和费圆孔衍射中,当圆孔变小时,中央亮斑的直径增大;当光源的波长减小时,中央亮斑的直径减小。
()9.同一种光在不同介质中有不同的波长,因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。
()二、(27分)选择题(将对的答案编号写在括号内)1.将扬氏双缝干涉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()A.倍B.倍C.倍D.n倍2.在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处()A.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()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4.一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面,其振动面与入射面平行,此时反射光为()A.振动方向垂直于入射面的平面偏振光B.振动方向平行于入射面的平面偏振光C.无反射光5.通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源,则这个点光源显得离观察者()A.远了B.近了C.原来位置6.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()A.光心B.物方焦点C.物方节点D.象方焦点7.(5分)用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉,当反射镜M1移动0.1mm时,瞄准点的干涉条纹移过了400条,那么所用波长为()A.5000ÅB.4987ÅC.2500ÅD.三个数据都不对8.(5分)一波长为5000Å的单色平行光,垂直射到0.02cm宽的狭缝上,在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为3mm,则所用透镜的焦距为()A.60mm B.60cm C.30mm D.30cm9.(5分)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,则此单色光的波长为()A.5903 ÅB.6080 ÅC.7600 ÅD.三个数据都不对注:以上不标明分数的题均为2分。
红河学院2008-2009学年春季学期《光学》课程期末考试试卷卷别:A卷一、填空题(每小题2分,共24分)1.横向放大率为+1的一对理想光具组的共轭点称为_______;角放大率为+1的一对理想光具组的共轭点称为_______。
_______,_______,_______称为光具组的基平面。
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.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____________。
4. 今有三缝、五缝衍射屏各一个,它们有相同的缝宽b和不透光部分宽度a,各自进行夫琅和费衍射,它们的零级衍射主极大(光强)之比为_________;若已知(a+b)=3b,则它们有“缺级”的级次分别为三缝___________;五缝___________。
5.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__________________。
6.产生激光的条件是实现_____________和_____________;激光的特点是________________、______________、__________________、__________________。
二、单项选择题(每小题 4 分,共24分)7、要成放大二倍的实像,物体应放在会聚透镜前()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8、一透镜用用n=1.50cm的玻璃制成,在空气中时焦距是10cm,若此透镜泡在水中(水的折射率为4/3),焦距将是:()A、7.5cmB、10cmC、20cmD、40cm9、借助玻璃表面上涂以折射率n=1.38的MgFe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5000Ǻ的单色光垂直入射时,为实现最小的反射此透明薄膜的厚度至少为:()A、50ǺB、300ǺC、906ǺD、2500Ǻ10、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。
光学期末考试一、填空题:1.平面镜在用发散光束入射的情况下,可以成虚像,这时的物是实物。
2.全反射的条件是光密物质入射光疏物质且入射角大于临界角。
★3.牛顿环是等厚干涉,不用人工光源时看到的牛顿环是彩色的同心圆环。
4.在迈氏干涉仪的一臂的光路中,放入一折射率为n,厚度为d的介质,则两光路的光程差的改变量为2(n-1)d。
5.在菲涅耳圆孔衍射中,当孔径很小时,只露出一个半波带,p点的光强为去掉障碍物时p点的光强的4倍。
6.白光入射光栅,在同级条纹中看到的偏离中央条纹最远的颜色是红。
7.按偏振态分,光可分为5种。
8.二分之一波片的作用是使o光e光产生π的位相差。
9.与光的电磁波理论有很大矛盾的三个有名的实验是黑体热辐射、光电效应和康普顿效应。
10.平面偏振光通过某种液体时振动而发生变化的现象称旋光现象,它在制糖工业中常用到。
11.光具组有6个基点、4个基面。
12.望远镜的孔径全愈大愈好,显微镜所用光的波长愈短愈好。
13.起偏角是平面反射时反射光为线偏振光时的入射角又称为布儒斯特角,等于i10=arctg(n2/n1)。
14.劈尖状空气薄膜是等厚干涉,观察到的干涉条纹是明暗相间的平行条纹。
15.四分之一波片的作用是使o光e光产生π/2的位相差。
16.光由光密入射到光疏可能发生全反射。
17.劈尖干涉是等厚干涉,干涉条纹是明暗相间的平行条纹。
★18.讨论菲涅耳圆孔衍射的方法是半波带法。
19.光栅方程是dsinθ=jλ,平面偏振光即是线偏振光,这种说法是正确。
20.尼科尔的作用是出射光成为平面偏振光。
21.对光量子理论有很大贡献的三个有名的科学家是普朗克、爱因斯坦和康普顿。
22.自然光入射两种物质的分界面会发生偏振现象,反射光为垂直入射面占优的部分偏振光,折射光为平行入射面占优的部分偏振光。
★23.衍射可分为两种,一种是夫琅和费,另一种是菲涅耳。
24.用于讨论进入光学仪器的光束大小的两个物理量是光阑和光瞳。
光学期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光的波动性是由哪位科学家首次提出的?A. 牛顿B. 惠更斯C. 爱因斯坦D. 麦克斯韦2. 下列哪项不是光的干涉现象?A. 薄膜干涉B. 单缝衍射C. 双缝干涉D. 光栅衍射3. 光的偏振现象说明了光的什么性质?A. 粒子性B. 波动性C. 量子性D. 非线性4. 光的折射定律是由哪位科学家提出的?A. 牛顿B. 惠更斯C. 斯涅尔D. 麦克斯韦5. 以下哪个不是光的偏振器?A. 偏振片B. 光栅C. 偏振镜D. 偏振棱镜二、填空题(每空2分,共20分)6. 光的三原色是________、________和________。
7. 光的全反射现象发生在________中,当光从________介质进入________介质时。
8. 光的衍射现象说明了光具有________性。
9. 光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中的________不同。
10. 光的偏振现象可以通过________来实现。
三、简答题(每题10分,共20分)11. 简述光的干涉条件。
12. 解释光的偏振现象及其应用。
四、计算题(每题15分,共30分)13. 假设有一个单缝衍射实验,单缝宽度为0.5mm,光波长为600nm,求第一级衍射极大值的角位置。
14. 一个光栅,其光栅常数为0.2mm,入射光波长为500nm,求第一级衍射极大值的角位置。
五、论述题(10分)15. 论述光的量子性及其在现代光学技术中的应用。
答案一、选择题1. B2. B3. B4. C5. B二、填空题6. 红、绿、蓝7. 光密,光密,光疏8. 波动9. 折射率10. 偏振片三、简答题11. 光的干涉条件是:两束光的频率相同,相位差恒定,光程差小于或等于相干长度。
12. 光的偏振现象是指光波的振动方向受到限制,只在一个平面内振动。
偏振现象的应用包括偏振太阳镜减少眩光,偏振片用于摄影中减少反射,以及在液晶显示技术中的应用。
光学期末考试一、填空题:1.平面镜在用发散光束入射的情况下,可以成虚像,这时的物是实物。
2.全反射的条件是光密物质入射光疏物质且入射角大于临界角。
★3.牛顿环是等厚干涉,不用人工光源时看到的牛顿环是彩色的同心圆环。
4.在迈氏干涉仪的一臂的光路中,放入一折射率为n,厚度为 d 的介质,则两光路的光程差的改变量为2(n- 1) d。
5.在菲涅耳圆孔衍射中,当孔径很小时,只露出一个半波带,p 点的光强为去掉障碍物时p 点的光强的 4 倍。
6.白光入射光栅,在同级条纹中看到的偏离中央条纹最远的颜色是红。
7.按偏振态分,光可分为 5 种。
8. 二分之一波片的作用是使o 光 e 光产生π的位相差。
9.与光的电磁波理论有很大矛盾的三个有名的实验是黑体热辐射、光电效应和康普顿效应。
10.平面偏振光通过某种液体时振动而发生变化的现象称旋光现象,它在制糖工业中常用到。
11.光具组有 6 个基点、 4 个基面。
12.望远镜的孔径全愈大愈好,显微镜所用光的波长愈短愈好。
13.起偏角是平面反射时反射光为线偏振光时的入射角又称为布儒斯特角,等于i 10=arctg ( n2/n 1)。
14.劈尖状空气薄膜是等厚干涉,观察到的干涉条纹是明暗相间的平行条纹。
15.四分之一波片的作用是使 o 光 e 光产生π /2 的位相差。
16.光由光密入射到光疏可能发生全反射。
17.劈尖干涉是等厚干涉,干涉条纹是明暗相间的平行条纹。
★18.讨论菲涅耳圆孔衍射的方法是半波带法。
19.光栅方程是 dsin θ=j λ,平面偏振光即是线偏振光,这种说法是正确。
20.尼科尔的作用是出射光成为平面偏振光。
21.对光量子理论有很大贡献的三个有名的科学家是普朗克、爱因斯坦和康普顿。
22.自然光入射两种物质的分界面会发生偏振现象,反射光为垂直入射面占优的部分偏振光,折射光为平行入射面占优的部分偏振光。
★23.衍射可分为两种,一种是夫琅和费,另一种是菲涅耳。
24.用于讨论进入光学仪器的光束大小的两个物理量是光阑和光瞳。
25.平面反射是简单的光学系统保持光束的单心性;平面折射也是简单的光学系统破坏光束的单心性。
26.会聚的入射光束的中心是虚物,会聚的出射光束的中心是实像。
27.一个光具组的横向放大率大于 0,说明该光具组的物和像同侧。
28.正常眼的明视距离为 25cm,而近视眼的明视距离小于25cm,远视眼的明视距离大于25cm。
29.一个近视眼镜的度数为 400 度,则其屈光度- 4。
30.测定一种金属的“红限”是ν红则这种金属的脱出功是hν红。
31.薄膜干涉可分为等厚干涉和等倾干涉两大类。
★32.用来使 o 光和 e 光产生位相差的光学元件通过为1/4波片和 1/2 波片。
33.夫琅和费圆孔衍射的中央亮斑称爱里斑,其半角宽度为0.61 λ /R。
★34.单球面的曲率半径为 L 的物、象空间的折射率为 n1和n2,则该单球面的物方焦距分别是-n1L/(n 2- n1), n2L/(n 2- n1)。
★35.光强为 I 1和 I 2的入射光叠加后的最大光强和最小光强分别是 I 1+I 2+2 II2,I 1+I 2- 2 I1I2。
136.光由空气入射折射率为3 的玻璃片,入射角为tg1 3 ,反射光为完全偏振光,对应的折射角为90°- tg 13。
★37.一灯泡挂在面积为半径为R 的圆桌的中央,为使桌沿处的照度最大,灯泡离桌面的高度是(2R 2)。
★38.某晶体的 n o=1.658 , n e=1.486 ,入射光的波长为589.3nm,用该晶体做成的半波片的最小厚度是。
39.用上题的晶体做成的四分之一波片的最小厚度是850.5nm。
40.双折射晶体可分为负晶体和正晶体。
41.说一半波片可用于不同波长的入射光是错误的。
42.用 150ν加速的电子的德布罗意波长是0.1nm 对应的周期是 1.375 × 10 17 s。
43.光由光疏物质入射光密物质,光的光速和波长变小,频率不变。
44.牛顿环的第三级,第四级亮纹之间的距离比第九级、第十级亮纹之间的距离大;如将透镜换为曲率半径较大的,则牛顿环变疏。
45.o 光的波面是球面, e 光的波面是旋转椭球面。
★46.水中有一镀银的单球面(光的入射方向与球心同侧)的曲率半径为 r ,则该单球面的物方焦距和象方焦距分别是- r/2 ,- r/2 。
★47.光强为 I o的两束入射光叠加后的最大光强和最小光强分别是 4I o, 0。
48.光由水入射折射率为 3的玻璃片,入射角等于tg 1 3 3 4时,反射光为完全偏振光,对应的折射角等于90°- arctg 3 3 4。
49.上题的入射角称为布儒斯特角。
50.说半波片的最小厚度为波长的二分之一是错误的51.说将两块四分之一波片叠起可作半波片使用是正确的。
52.光强为I o自然光通过一偏振片后的光强为I o/2,如再通过一与原偏振片成θ角的偏振片后的光强为I o cos 2θ/2。
53.说一半波片只可用于一种波长的入射光是正确的。
54.用较大的电压加速的电子的德布罗意波长较短、对应的周期较小。
55.光由光疏物质入射光密物质,光的频率不变,光速变小。
56.牛顿环的第五级、第四级亮纹之间的距离比第十一级、第十级亮纹之间的距离大;如将平板玻璃换为平面向下的平凸透镜,则牛顿环变疏。
★57.光顺光轴方向入射将不发生双折射,半波片上的光轴应是平行表面。
★58.光强为 I o的两束入射光叠加后的最大光强和不干涉叠加的光强分别是 4I o、 2I o。
59.光由空气入射水,入射角等于tg 14 3时,反射光为完全偏振光,对应的折射角等于90°- tg 1 4 3。
60.上题的入射角称为布儒斯特角。
61.说半波片的光轴和表面垂直是错误的。
62.说四分之一波片的最小厚度为波长的四分之一是错误的。
★63. 一圆偏振光通过一偏振片后的光强为I o/2 ,如再通过一与第一偏振片成θ角的偏振片后的光强为o2。
I cos θ /264.用较小电压加速的电子的德布罗意波长较长、对应的周期较大。
65.光由光密物质入射光疏物质,光的频率不变,光速变大。
66.牛顿环是将平凸透镜叠在平板玻璃构成的。
★67.爱因斯坦将光子概念用于解释光电效应,其方程为爱因斯坦光电效应方程。
68.光强为 I 1和 I 2的入射光叠加后的最小光强和不干涉叠加的光强分别是 I 1+I 2- 21 2, I 1+I 2。
I I69.利用折射取得完全偏振光的装置称为玻璃片堆,它与反射取得完全偏振光比较,一个优点是不需严格限制入射角为布儒斯特角。
★70.上题的另一个优点是得到的偏振光的光强较大。
71.一圆偏振光通过一偏振片后的光强为I o/2 ,如再通过一与第一偏振片正交的偏振片后的光强为0。
72.说一四分之一波片可用于各种波长的入射光是错误的。
73.光子的能量等于 hν,动量等于 h/ λ。
★74.将平凸透镜置于平板玻璃上,观察到的干涉称为牛顿环,该实验也可将平凸透镜置于其他透镜之上。
75.光电效应是物理学家爱因斯坦解释的,所用的方程表达式为hν =W+mv2/2。
76.将一曲率半径为r 的镀银的单球面置于折射率为n 的媒质中,则该单球面的物方焦距和象方焦距分别是-r/2,-r/2 。
(光的入射方向与球心同侧)77.对人眼和光学仪器起作用的是物理量光强和电场强度E 的振幅成正比。
★78.利用光在媒质分界面的反射和折射可取得完全偏振光,其中由反射取得完全偏振光的方法是以布儒斯特角入射,由折射取得完全偏振光的方法是玻璃片堆。
79.用双折射晶体制得的检偏和起偏元件称为尼科尔。
80.说四分之一波片的最小厚度为波长的四分之一是错误的。
81.一圆偏振光通过一偏振片后的光强为I o/2,如再通过一个与第一偏振片成θ角的偏振片后的光强为I o cos 2θ/2。
82.说偏振片可用于各种波长的入射光是正确的。
83.光子的能量和频率成正比,动量和波长成反比。
84.光由光疏物质入射光密物质,不可能发生全反射。
正确85.观察牛顿环时,如将平凸透镜和平板玻璃间注入油,则观察到的干涉条纹变密,如将平凸透镜换成曲率半径较大的,则观察到的干涉条纹变疏。
★86.X 射线入射晶体发生波长变长的现象称为康普顿效应,该效应不能用电磁波理论进行解释。
87.折射率为 n 的双凸透镜,前后两球面的曲率半径均为r ,其物方焦距是-r/2 ( n-1),屈光强度是2( n- 1)/r 。
88.杨氏双缝、洛埃镜和菲涅耳双面镜干涉都是属于波前分离法。
★89.有效光阑是指一光具组中有多个光阑,其中真正起限制入射光束大小的光阑。
90.用来解决菲涅耳圆孔衍射的方法是半波带法。
★91.历史上第一个成功测定光速的实验是旋转齿轮法。
★92.康普顿效应是指 X 射线入射晶体后波长变大的现象。
93.说二分之一波片的作用是取得圆偏振光是错误的。
94.历史上“紫外灾难”是指黑体热辐射的实验规律和电磁波理论的解释在短波范围互相矛盾的问题,大约出现十九世纪。
95.理想光具组需满足近轴物点和近轴光线两个条件。
二、简述题 :1.保持和破坏光束单心性是什么意思?什么系统能严格保持光束单心性?答:单心光束入射系统后仍为单心光束称系统保持光束单心性;单心光束入射系统后不是单心光束称系统破坏光束单心性,如:平面镜反射。
2.“缺级”是什么?答:按光栅方程某衍射角对应光强最大角,即应出现一条谱线,但因该衍射角又满足单缝衍射的最小值,所以该条谱线没出现,这种现象称为缺级。
3.要将一线偏振光的振动面转动90 度,需如何操作?答:将线偏振光垂直入射二分之一波片,线偏振光的振动面与二分之一波片的主截面成45 度角。
4.“红限”是什么?答:有关光电效应的一个物理量,当入射光的频率小于红限时,将不发生光电效应。
5.夫琅和费衍射和菲涅尔衍射的区别是什么?答:当光源和障碍物的距离与障碍物和屏的距离两者都为无穷大时,称为夫琅和费衍射;而只要有一个距离是有限大,则称菲涅尔衍射。
6.几何光学的五个基本实验规律是什么?答:直线传播定律;独立传播定律;反射定律;折射定律;光路可逆原理。
7.光电效应有哪些规律?答:( 1)饱和电流与入射光强成正比;(2)遏止电压与频率成正比;( 3)当入射光的频率小于红限时,将不发生光电效应;( 4)效应的即时性。
8.费马原理的表述是什么?答:用费马原理说明光的直线传播定律。
光线由一点传播到一点,其路径的光程为极值。
均匀媒质中一点传播到一点,直线的距离最小。
9.历史上的“紫外灾难”是指什么?答:黑体热辐射在短波长段的实验结果与电磁波理论推出的结果互相矛盾。
10.光电效应是什么?试说明光电效应的实验规律与光的电磁波理论互相矛盾的其中任何一个。