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物电学院2013~2014学年（一）学期《光学》期末考试 A 卷专业 班级 姓名 学号温馨提示： 1、请按照要求把答案写在答题本上；2、试卷和答题本都要上交！一.单项选择题(2×10=20分)。
1. 在杨氏双缝干涉实验中，如果在上面的缝中，插入一个折射率为n ，厚度为d 的玻璃片，那么相应的干涉光的光程差将改变A. nd ；B. d n )1(-；C. d n )1(+；D.d 。
2. 下面对薄膜干涉的描述，正确的是 A. 薄膜厚度相等的是等厚干涉，厚度不等的是等倾干涉；B. 无论等厚干涉还是等倾干涉，干涉光之间都有半波损失；C. 为了更好的观测效果，实验中必须使用点光源；D. 等倾干涉图样中，越靠近圆心处条纹的级数越高。
3. 在多缝干涉实验中，如果缝的个数N 个，则下面说法正确的是A. 有N 个主极大值 ；B. 在两个主极大值之间有N 个极小值；C. 各个主最大值光强相等；D. 在两个主极大值之间有N-1个次最大值。
4. 如果圆孔具有一定大小的半径使得对于某位置只有波面上前3个半波带露出，那么它的光强和不用光阑时该位置的光强之比为 A. 1； B. 2； C. 4； D. 8。
5. 在夫琅和费单缝衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹A. 宽度变小；B. 宽度变大；C. 宽度不变，强度不变；D. 宽度不变，强度变小。
6. 下面两列光波()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+-=2cos cos 01πωωkz t kz t A y x 和()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-=2sin sin 02πωωkz t kz t A y x 的偏振态为A. 左旋圆偏振光，右旋圆偏振光；B. 左旋圆偏振光，左旋圆偏振光；C. 右旋圆偏振光，左旋圆偏振光；D. 右旋圆偏振光，右旋圆偏振光。
7． 自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为线偏振光，则折射光为A. 线偏振光且折射角是600；B. 部分偏振光且折射角是600；C. 部分偏振光且折射角为300；D. 部分偏振光须知两种介质折射率才定折射角。
光 学 期末考试卷（甲）一、填空（共26分，每空2分）1、实像和虚像的区别是 。
2、波的 现象是横波区别于纵波的一个主要特征。
3、一个放大倍数为5×的放大镜，其焦距为 厘米。
4、波长为20nm 的紫外光光子的能量为 焦耳。
5、根据表中的每步观察到的现象，填出偏振光的检验结论。
6．欲制一架放大本领M=－100的开普勒天文望远镜，如用一只1f '=100cm 的凸透镜作物镜，则目镜的焦距为 。
7、光导纤维是利用光的 原理制成的传光玻璃丝。
二、选择题（每题4分）1、浸没在油（n=1.10）中的有机玻璃（n=1.50）的临界角是[ ]A 、 )50.110.1(sin 1-=c i B 、 50.110.1=c iC 、 )10.150.1(1-=tg i cD 、 )50.110.1(1-=tg i c2、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3、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、1204、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、700nm5、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6、两相干光的强度均为I，干涉产生的最大光强为[ ]A、IB、2IC、3ID、4I7、将波长为λ的平行单色光垂直投射于一宽度为b的狭缝，若对应于衍射图样的第一最小位置的衍射角θ=30o，试问缝宽b的大小等于[ ]A、λ/2B、λC、2λD、3λ8、在杨氏实验中，如果两狭缝的间距加倍，则干涉图样中相邻明条纹的间距[ ]A、加倍B、为原来的四倍C、为原来的二分之一D、为原来的四分之一三、作图题（每题4分）1、已知凸面镜的焦点F以及物AB的位置，求像的位置与大小。
系（院）： 专业： 班级： 姓名： 学号： -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------装-----------------------------订---------------------------线--------------------------------2007级物理学本科专业《光学》期末考试试卷--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题（每空1分，共10分）1.把双缝干涉实验装置放在空气中，双缝到观察屏的距离为D ，双缝间的距离为d ，入射光在真空中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是 ，当λ 增大时，条纹间距 。
（变大、变小、不变）2.某人近视，远点为眼前0.5米处，则此人需要配戴 透镜来矫正，需配戴透镜的屈光度是 。
3.光的衍射有两种类型，一类称为 ，另一类称为 。
4.设一列光波依次通过折射率分别为n 1，n 2，n 3的几种介质，相应的几何路程分别为r 1，r 2，r 3，则光波走过的总路程等于 ，总光程等于 。
5.对于薄透镜的成像公式，其中牛顿公式xx ff ''=，其中物距x 是以 为起点，像距x '是以 为起点。
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 λ=，其中a 是常数，求其群速度。
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。
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）-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λ，则金属丝的直径为（A）Lλ/d；（B）λd/L；（C）λd/2L；（D）Lλ/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/4n8．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）4I0/59．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（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。
青海师范大学物理系一学年度第_学期物理教育专业_年级_班《光学》考试试卷A姓名：_______________ 学号： ____________________一、填空（每空2分，共计40分）启用时间：200年月日Array 1 一介质的折射率为n, —束单色光在该介质中传播的距离为r,则其光程为____________ 。
2波长为500zim的绿光投射到间距d = 0.022cm的双缝上，则在距双缝180cm处的光屏上，两亮条纹顶点间的距离为 __________________ 。
3在杨氏双缝干涉实验中，用一块折射率为1.5的玻璃片盖住其中的一条缝，发现第五级明纹恰好位于屮央零级明纹处，若入射波的波长为6xl0_7m ,则玻璃片的厚度为。
4迈克耳逊干涉仪的反射镜移动0.25mm时，看到条纹移过的数0为909个，设光是垂直入射的，则所用光源的波氐为__________________ 。
5波长为700nm的红光以入射角沒= 30°入射到厚度为426mn的肥皂膜上，反射干涉条纹为二级明纹，则肥皂的折射率为 ______________________ 。
6用单色光观察牛顿环，测得某一亮环的直径为3mm,在其外边第五个亮环的直径为4.6mm,如果所用平凸透镜的曲率半径为1.03m ,则此单色光的波长为_______________________ 。
7波长为45（km的平面单色光照射到一个小圆孔上，若极点到观察点的距离为lm，则第一半波带的半径为_______________ 。
8用每毫米闪有400刻痕的平而投射光栅观察波长为589zim的納光谱，当光垂直入射时，最多能观察到_________ 级光谱。
9水面下h深处有一点光源，如果水的折射率为/?，则水面光斑的半径为_______________ 。
10 —个高的物体放在球面镜前10cm处，所成的像为lcm高的虚像，则该球面镜曲率半径为______________ c11平行放貫的两个偏振片，偏振化方叫的夹角为60°，如果偏振片都相对于平行于偏振化方向的振动吸收为10%，则透射光与入射光（自然光）的强度之比为 _________________ 。
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。
北京工业大学××××学年第一学期期末
光学I 课程试卷
考试方式：闭卷 考试时间：
学号 姓名 成绩
注：本试卷共四大题，满分100分
一、选择题（共30分，每小题2分）
1．在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验装置中，S 为单缝，L 为透镜，C 为放在 L 的焦平面处的屏幕。
当把单缝 S 垂直于透镜光轴稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样 （1） (A) 向上平移； (B) 向下平移；
(C) 不动； (D) 条纹间距变大。
2．某光波可以分解为互相垂直的沿x 、y 方向振动的两个独立分量，它们的方程分别是()kz t E E x -ω=cos 和()4/cos π+-ω=kz t E E y ，则该光波的偏振状态是 （2） （A ） 右旋椭圆偏振光； （B ）左旋圆偏振光；
（C ） 右旋圆偏振光； （D ）左旋椭圆偏振光。
3．某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1 = 450 nm 和 λ2 = 750 nm (1nm =10-9m )的光谱线，在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处的谱线的级数将是（3）
(A) 2, 3, 4, 5 ······ (B) 2, 5, 8, 11 ······
(C) 2, 4, 6, 8 ······ (D) 3, 6, 9, 12 ······
4．对于圆孔的菲涅耳衍射，在圆孔对称轴上有一观察点P ，当P 点距离圆孔越远时，圆孔对P 点所张的菲涅耳半波带的数目（4）
（A ）越多； （B ）越少； （C ）不变。
S
5．一束白光垂直照射光栅，在同一级光谱中，靠近中央明纹一侧的是（5）。
（A）绿光；（B）红光；（C）黄光；（D）紫光。
6．两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。
当其中一偏振片慢慢转动180 ︒时透射光强度发生的变化为（6）
（A）光强单调增加；
（B）光强先增加，后有减小至零；
（C）光强先增加，后减小，再增加；
（D）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。
7．自然光以60 ︒ 的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知（7）（A）折射光为线偏振光30 ︒；
（B）折射光为部分偏振光，折射角为30 ︒；
（C）折射光为线偏振光，折射角不能确定；
（D）折射光为部分偏振光，折射角不能确定；
8．在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹，若在两缝后放一个偏振片，则（8）
（A）干涉条纹的间距不变，但明条纹的亮度加强；
（B）干涉条纹的间距不变，但明条纹的亮度减弱；
（C）干涉条纹的间距变窄，且明条纹的亮度减弱；
（D）无干涉条纹。
9．一衍射光栅对某一定波长的垂直入射光，在屏幕上只能出现零级和一级主极大，
欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该（9）
（A）换一个光栅常数较小的光栅；（B）换一个光栅常数较大的光栅；
（C）将光栅向靠近屏幕的方向移动；（D）将光栅向远离屏幕的方向移动。
10．将牛顿环装置中的平凸透镜，缓慢向上平移时，空气膜厚度逐渐增大，可以看到
环状干涉条纹（10）。
（A）静止不动；（B）向左平移；（C）向外扩张；（D）向中心收缩。
11．孔径相同的微波望远镜和光学望远镜比较，前者的分辨本领小的原因为（11）
（A）微波更易被大气所吸收；（B）微波更易被大气的尘埃散射；
（C）微波波长比光波波长长；（D）大气对于微波的折射率较小；
（E）星体发出的微波能量比可见光能量弱。
12．根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S 的前方某点P
的光强度决定于波阵面S 上所在面积元发出的子波各自传到P 点的（12）（A）振动振幅之和；（B）光强之和；
（C）振动振幅之和的平方；（D）振动的相干叠加。
13．完全相干的两束光，它们的（13）
(A) 光强相同；(B) 波长相同；(C) 位相相同；(D) 传播方向相同。
14．在真空中波长为 λ 的单色光，在折射率为 n 的透明介质中从 A 沿某路径传播
到 B ,若 A 、B 两点位相差为 3π，则此路径 AB 的光程为（14）
( A ) 1.5λ； ( B ) 1.5 n λ； ( C ) 3 λ； ( D ) 1.5 λ/n 。
15．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（15）
（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。
二、填空题（共18分，每小题2分）
1．透镜表面通常覆盖着一层 MgF 2（n =1.38小于透镜的折射率）的透明薄膜，为的是利用干涉来降低玻璃表面的反射，为使氦氖激光器发出的波长为 632.8nm 的激光毫不反射地透过，则此薄膜的最薄厚度为 （1） 。
（设光线垂直入射）
2．光的干涉和衍射现象反映了光的 （2） 性质，光的偏振现象说明光波是 （3） 波。
3．自然光和圆偏振光都可看成是振幅相等、振动方向垂直的两线偏振光的合成，它
们之间的主要区别是 （4） 。
4．光源的相干长度与相干时间的关系为（5），相干长度愈长，说明光源的时间相干性（6） 。
5．光强皆为I 的两束相干光叠加，总光强的最大值为（7） ；光强皆为I 的两束非
相干光叠加，总光强的最大值为（8） 。
6．干涉现象的显著程度可用干涉条纹的（9）来描述。
三、简答题（共18分）
1．（6分）光在物质中传播时会产生色散，请简要介绍光的色散概念，正常色散和反常色散各有什么特点？
2．（6分）什么是光的双折射现象？举例说明有哪些应用？
3．（6分）什么是光学仪器的像分辨本领？若光的衍射现象完全可以忽略，对理想光学系统成像来说，还存在分辨本领这个问题吗？
四、计算题（共34分）
1. （8分）试设计一在垂直照明情况下使用的透射光栅，要求：（1）使波长 λ=600nm 的第二级谱线的衍射角o 30≤θ，在此前提下角色散率要尽可能大；（2）第三级光谱缺级；（3）该波长的二级谱线附近至少能分辨0.02nm 的波长差。
满足上述要求的光栅的参数设定后，试问能看到几级波长为600nm 的谱线。
2.（5分）设有两个一维简谐平面波的波函数为
()()z t p,t E 2.034cos21-π=和()()z t t p E 75.3cos 5
.21,2+= 式中位移以cm 为单位，时间以s 为单位，距离以m 为单位，p 为空间中任意点，坐标为),,(z y x 。
试分别求它们的：(1)振幅，(2)频率，(3)周期，(4)波长，(5)相速度，(6)
传播方向。
3.（8分）使用单色光源（m μ=λ55.0），如图1所示的杨氏（Young ）干涉实验装置中，两狭缝间距mm a 3.3=，孔径到观察屏的距离m D 3=。
（1）计算条纹间距；（2）若在狭缝F 2前放一厚度为mm e 01.0=的平行平面玻璃片，① 确定条纹移动的方向并给出位移关系式；② 已知条纹移动mm 73.4，求玻璃折射率。
如果位移量能测到mm 01.0，折射率的精确度为多高？
4．（8分）置于空气中的一粗圆玻璃棒，折射率为1.50，将其左、右两端分别磨成半径为5.0cm 、 10cm 的半球面，构成一个双凸厚透镜，其厚度为10cm 。
今有一高为1mm 的垂轴小物正立于透镜左半球面顶点左方20cm 处。
试求最终像的位置并判断最终像的性质。
5．（5分）在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3mm ，问人眼的最小分辨角是多大？远处两根细丝之间的距离为2 mm ，问细丝离开多远时人眼恰能分辨？
a 图1。
