哈尔滨工业大学物理光学考研真题2000年

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哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案

哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案一、解释下列名词（每小题2分，总共20分）1．复色波的相速度：复色波的等相位面的传播速度。

2．复色波的群速度：复色波的等振幅面的传播速度。

3．布儒斯特角：反射光为完全线偏振光时的入射角。

4．临界角角：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。

5．光的空间相干性：光源大小对条纹可见度的影响称为光的空间相干性。

6．光的时间相干性：光源非单色性对条纹可见度的影响称为光的时间相干性。

7．爱里斑：圆孔衍射中，中央亮斑称为爱里斑（爱里斑占入射在圆孔上能量的83%）。

8．瑞利判据：两个等强度波长的亮条纹只有当它们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的81%时，才能被分开。

9．晶体的光轴：在晶体中，光沿某方向传播时不发生双折射现象，该方向称为光轴。

10．光的色散：介质中的光速（或折射率）随光波波长变化的现象叫光的色散。

二、简答题（每小题4分，总共40分）1、如图所示，一平面简谐光波沿x方向传播，波长为l，设x=0点的相位j0=0，写出：（1）沿x轴光波的相位分布j(x)；（2）沿y轴光波的相位分布j(y)；（3）沿r方向光波的相位分布j(r)。

解：（1）；（2）；（3）2、利用布儒斯特定律，可以测定不透明电介质的折射率。

令测得釉质的起偏角为580，求它的折射率。

解：根据布儒斯特定律，将，代入，可得不透明电介质的折射率为。

3、观察尖劈形肥皂液膜所产生的彩色条纹时，为什么膜的上端的光泽变暗彩色消失时预示着肥皂膜即将破裂？解：尖劈形肥皂膜产生的干涉属于等厚干涉，其光程差。

由于重力作用，尖劈下方的膜将变厚，上方的膜将变薄。

当膜厚时，，此光程差满足干涉相消，所以膜变为黑暗色；当时，膜就裂开。

这就是肥皂膜破裂前由彩色变为黑暗色的缘故。

4、在牛顿环实验中，平凸透镜的凸面曲率半径5m，透镜半径为10mm，在钠光的垂直照射下（l=589纳米），能产生多少个干涉条纹？解：5、在杨氏双缝干涉实验装置中，假定光源是单色缝光源，当装置作如下几种改变时，试简单描述屏上的干涉条纹的位置或间距将会怎样变化？（1）将光源向上或向下平移；（2）将整个装置放入水中。

哈尔滨工业大学光学题课件3光干涉

4题 k kx i k y j kz k k i
r r cos i yj zk
0 0
5题 ˆ k kx i k y j kz k k r
r r cos i r sin j

2．干涉问题的基本类型
1）双光束干涉
2）多光束干涉

两球面波的干涉两平面波的干涉球面波和平面的干涉
2
3．干涉求解的问题
1）波前平面上的相干光强分布 2）干涉条纹的形状、间距、条纹反衬度以及条纹的移动变化等特征。
4．求相干光强 t ) U i ( P, t ) Ai cos( t i )
~ U 2 A(1 cos )
~~ I UU * 4 A 2 (1 cos ) 2 16 A 2 cos 4 ( / 2) I 0 A2
I 16 I 0 cos 4 ( / 2)
13
2）矢量图解法：
I A'2 (2 A 2 A cos ) 2 4 A2 (1 cos ) 2 16 A2 cos 4 ( / 2) 2 4 x sin I 16 I 0 cos ( / 2)
ˆ) k1 k (sin i cos k
O
-θ
z
k3
ˆ) ˆ k k ( sin i cos k k 2 kk 3 3 k 3 r3 kx sin 2 k 2 r2 0
设 A2 2 A1 2 A3 2 A

(3) (r ) k r kr cos 2 r cos

2 r (1) (r ) k r 0 0 (2) ( x) k x 0 2 x cos 0 (3) ( y) k y 0 2 x sin 0

哈尔滨工业大学2000年试题

哈尔滨工业大学二OOO 年研究生考试试题考试科目：物理化学报考专业：应用化学、环境工程、材料物理与化学等专业一、填空（10分）1、已知1000K 时，反应）（）（g CO CO 21s C 212⇔+的Θ1K =1.318，）（）（）（g 2CO g O s 2C 2⇔+的Θ2K =22.37×4010，）（）（）（g CO g O 21g CO 22⇔+Θ3K = 。

1、偏摩尔熵的定义式为。

2、甲醇—乙醇，乙醇—水，水—盐酸三组溶液中，可看成理想溶液的是溶液。

3、克拉贝龙—克劳修斯方程的适用条件为。

4、习惯上，人们把那些加入就能显著溶液表面张力的物质，称为。

5、在典型的复杂反应中，平行反应的速率控制步骤为，连续反应的速率控制步骤为。

6、反应↓+→+4422BaS O 2KCNS SO K CNS Ba ）（，在Ba （CNS ）2过量的情况下，生成BaSO 4溶胶，胶粒电性为，胶团的结构式为。

二、选择填空（本题10分）1、当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则（）。

（1）内能总是减少（2)内能总是增加（3）焓总是增加（4）焓总是不变2、电导测定在实验室或实际生产中被广泛应用，但下列题中哪个却是不能通过电导测定得以解决的？（）。

（1）求难熔盐的溶解度（2）求弱电解质的电离度（3）求平均活度系数（4）测电解质溶液的浓度3、对物理吸附，下面哪一条描述不正确？（）（1）吸附力为范德华力，一般不具选择性（2）吸附层可以是单分子层或多分子层（3）吸附热较小（4）吸附速率较低4、设有理想气体A （g ）+B （g ）===C （g ）在温度T ，体积V 的容器中，三个组分的分压分别为p A ，p B ，p C 时达到平衡，如果在T ，V 恒定时，注入n d 摩尔的惰性组分D （g ）则平衡将（）。

（1）向右移动（2）向左移动（3）不移动（4）不能确定5、在25℃时，0.01-1kg mol ∙糖水的渗透压力为∏1，0.01-1kg mol ∙食盐水的渗透压为∏2，则（）。

物理光学(哈工大)1.2

上节课的内容：上节课的内容：光波与电磁波麦克斯韦方程组
1. 电磁波谱 2. 麦克斯韦电磁方程 3. 物质方程 4. 波动方程 5. 光电磁场的能流密度
1.2 几种特殊形式的光波 (Several light waves with special forms )
1. 平面光波 (Plane light wave) 2. 球面光波 (Spherical light wave) 3. 柱面光波 (Cylindrical light wave) 4. 高斯光束 (Gaussian beams)
1 ∂2E ∇ E− 2 =0 2 υ ∂t ⋯⋯ (13) 2 1 ∂ H 2 ∇ H− 2 = 0 υ ∂t 2
2
1. 平面光波 (Plane light wave) 首先说明，光波中包含有电场矢量和磁场矢量电场矢量和磁场矢量，首先说明，光波中包含有电场矢量和磁场矢量，从波的传播特性来看，它们处于同样的地位，波的传播特性来看，它们处于同样的地位，但是从光与介质的相互作用来看，其作用不同。光与介质的相互作用来看，其作用不同。在通常应用的情况下，磁场的作用远比电场弱，在通常应用的情况下，磁场的作用远比电场弱，甚至不起作用。因此，至不起作用。因此，通常把光波中的电场矢量 E 称为光矢量，把电场 E 的振动称为光振动，在讨论光为光矢量，的振动称为光振动，的波动持性时，即可。的波动持性时，只考虑电场矢量 E 即可。
exp[-i(ωt-kz)] exp[i(ωt-kz)]
（2）单色平面光波的复数表示）对于平面简诣光波的复数表示式，对于平面简诣光波的复数表示式，可以将时间相位因子与空间相位因子分开来写：因子与空间相位因子分开来写：
E = E0 e e

哈尔滨工业大学大学物理波动光学部分习题

(no ne)d
5. 偏振光的干涉
E e2E eco sE 1co cso s
E o 2 E osin E 1sis nin
E 2E e 22E o 222E e2E o2co s
I2 E22
I 1 (c 2c o 2 o s ss 2 is n 2 i n 1 2 s2 is n 2 ic n o )s
光程差
2ne2 (k2k+1)2
明(k=1,2,3， ) 暗(k=0,1,2,)
相邻明（暗）条纹厚度差：
ek
2n
相邻明（暗）条纹间距：
L2n
明暗相间，等亮度，等间距分布的条纹
（2）牛顿环：
ห้องสมุดไป่ตู้光程差
2ne2 (k2k+1)2
明(k=1,2,3， ) 暗(k=0,1,2,)
K级干涉条纹半径：
例4、块规是一种长度标准器。它是一块钢质长方体，两端面磨平抛光，很精确地相互平行，两端面间距离即长度标准。块规的校准装置如图所示，其中G1是一合格块规，G2是与G1同规号待校准的块规。二者置于平台上，上面盖以平玻璃。平玻璃与块规端面间形成空气劈尖。用波长为 589.3nm 的光垂直照射时，观察到两端面上方各有一组干涉条纹。 (1)当两组条纹的间距都是L=0.5mm
E
E
L
P
L
O
O
300
O
例6: 有一每厘米有2000条狭缝的衍射光栅，缝宽为2.5*103mm ，以波长为500nm的单色光垂直入射，则
(1)最多能看到第几级主极大明纹？ (2)最多能看到多少条主极大明纹？ (3)若单色入射光与缝面法线夹角成300角入射，
如图所示，最多能观察到第几级谱线？

2000年习题答案(33-43下)

练习三十三光的干涉（一）1、（1），2、（2），3、C ；4、1130A о； 5、解：（1）0.11m a20D x ==∆λ； (2）覆盖玻璃后，零级明纹应满足：21r r 1)e -(n =+设不盖玻璃片时，此点为第k 级明纹，则应有76.971)e-(n k k 1)e -n k r r 12≈==⇒=⇒=-λλλ(故零级明纹应移到原第7级明纹处。

6、解：5400ADx d d D x2.25m m x 2.5m ,D 0.6m m ,d =∆=⇒=∆=∆==λλ 第四级明纹至中心距离满足： 9.00mm dD 4x 4D dx ==⇒==λλδ练习三十四光的干涉（二）1、（1）；2、（1）；3、,4n λ2n λ； 4、,4λ 2N λ；5、解：空气劈尖时，间距 θλθλ22nsin l 1≈=液体劈尖时，间距 θλθλ2n 2nsin l 2≈=rad 101.7l 2n1-(12n 1-1l l l 4-21⨯=∆=⇒=-=∆/)/)(λθθλ6、解：设所用的单色光波长为λ，则该单色光在液体中的波长为λ/n ，根据牛顿环明环半径公式 /21)R -(2k r λ=，有 /219R r 210λ=，充液体后， N /219R r 10λ='1.36r r n 210210='=⇒/练习三十五光的衍射（一）1、（4）；2、 2 .5λ， 5 ；3、 6，第一级明纹；4、解：（1）,λ=a 901sin =⇒==φλλφ （2）4450.110 sin ,10a '=⇒=== φλλφλ （3）430.01 sin ,100a '=⇒==φφλ这说明，比值a λ变小时，所求的衍射角变小，中央明纹变窄（其他明纹也相应地靠近中心点），衍射效应越来越不明显。

aλ0的极限情形即几何光学中光线沿直线传播，无衍射现象。

5、解：由λφk asin =，第三级暗纹的位置,a3f sin f tg f x 3λ=φ≈φ= 0.25m x 3af 3==∴λ6、解：中央明纹宽度 m 105.5a2fsin 2f tg 2f l 3 -110⨯==≈=λφφ浸入水中： ↓↑=≈⇒='11n nasin nφλφφλλ，有,1.练习三十六光的衍射（二）1、（3）；2、（1）；3、5000A o，K=2 ； 4、5 ；5、解：（1） cm 103 1.0sin381063281sin k b a 4- 8- ⨯≈⨯⨯==+ϕλ （2） 1cm 的条纹数 34-109.711101.031N ⨯=+⨯=（3）单色光波长是： 4680A 1sin27101.03-4=⇒=⨯⨯λλ对单色光，最多能看到的明纹数为 2.2k k sin90101.03-4=⇒=⨯⨯λ能见到第二级明条纹6、解：（1）由光栅公式得cm 102.4sin k b a 4-⨯==+ϕλ若第三级不缺级，则有 λϕ3b )s in a ='+( (2) 由于第三级缺级，对应最小可能的 ϕ' ,a 方向应是单缝衍射第一级暗纹，cm 100.8b)a 31a asin 4-⨯=+=⇒='(λϕ (3) λϕk b)sin (a =+缺级⋅⋅⋅=∴⋅⋅⋅=''=⇒=+='9, 6, 3,k ,3, 2, 1,k ( k 3k ab a k k 3) λϕk asin '= 4ba k max =+=λ所以实际呈现 2 1, 0,k ±±=级明纹（24k πϕ=±=时，处看不到）。

哈尔滨工业大学2009至第一学期物理光学期末考试试题

哈尔滨工业大学2009至2010学年第一学期物理光学期末考试试题一、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l=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q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l=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3´3cm2，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l=632.8nm红光的分辨本领。

哈工大(威海)大物往年试题 (5)

7. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为 30°
的方向上，若单缝处波面可分成 5 个半波带，则该方向屏幕上观察到的条纹明暗及缝宽度正确的是［］. 出题教师签字: 教研室主任签字: 第 1 页(共 4 页)
(A) 暗条纹， 5．
(B) 明条纹， 2.5． (C) 明条纹， 5． (D) 暗条纹，2.．
3 kT ，则相应的 2
图 6
第 4 页(共 4 页)
3. (14 分) 两个偏振片 P1、P2 叠在一起，由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束
垂直入射在偏振片上．已知穿过 P1 后的透射光强为入射光强的 1 / 2；连续穿过 P1、P2 后的透射光强为入射光强的 1 / 4．求 (1) 若不考虑 P1、P2 对透射光的反射和吸收，入射光中线偏振光的光矢量振动方向与 P1 的偏振化方向夹角为多大？ (2) P1、P2 的偏振化方向间的夹角为多大？ (3) 若考虑每个偏振光对透射光的吸收率为 5％，且透射光强与入射光强第 3 页(共 4 页)
根细丝之间的距离为 2.0mm，则人眼的最小分辨角和恰能分辨两细丝的距离分别是［ (A) × rad, 8.2mm. (B) × rad, 8.9mm (C) × rad, 8.2mm (D) × rad, 8.9mm ］
11. 用频率为1 的单色光照射某种金属时，测得饱和电流为 I1，以频率为2 的单色光照射
该金属时，测得饱和电流为 I2，若 I1> I2，则下列说法正确的是［］ (A) 1 >2 且两种情况下光电子的最大初动能相等． (B) 1 <2 且两种情况下光电子的最大初动能相等． (C) 1 与2 的关系不能确定但是两种情况下光电子的最大初动能相等． (D) 1 与2 的关系不能确定而且两种情况下光电子的最大初动能也不能确定.Biblioteka i0玻璃1

哈工大普通物理02年真题及答案(领先考研提供)

一．[10 分] 把点电荷 Q 从很远处移相内、外半径依次为 R 1 、R 2 的导体球壳，并穿过球壳上一小孔一直移至球心处，求此过程中所需要做多少功。
二．[15 分] 两同心导体球壳半径 R 1 < R 2 ，球壳间充满导电率为σ、介电常数为ε的均匀介质。设 t = 0 时刻内球壳带电 Q ，试计算：
A 22
=
Ao22
+
Ae22
+
2 A02 Ae2
cos⎜⎛ π ⎝2
+π
⎟⎞ ⎠
整理得
A22
=
3 8
A12
由马吕斯定律可知
A12
=
1 2
I0
则出射光强为
I
=
A22
=
3 16
I0
八．[10 分] 一双凸透镜的第一、二折射面的曲率半径分别为 r1 = 20cm ，r2 = 25cm 。已知它在空气中的焦距为 f1 = 20cm ，现将其置于如图的方玻璃水槽中，并在其前的水中置高为1cm 的小物体，它距透镜为100cm ，求：
Ao2 Ao1
光轴 Ae1 A P1
Ao2 = Ao1 cosα =
3 4 A1
Ae2 = Ae1 sinα =
3 4 A1
通过 1/4 玻片后，o 光和 e 光有 p/2 的相位差，另外通过第二片偏振片 P2 后,产生附
加相位差 p 则出射的 o 光和 e 光总的相位差为 π + π 2
通过第二片偏振片通光轴上的 o 光和 e 光相干，合成光强为
干涉产生明条纹的条件是:
2 e cos γ = k λ
设视场中心亮点为 k 级，则视场能看到的第 10 个亮环为 k-10 级，有

哈尔滨工业大学光学题课件3光的干涉共25页文档

39、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
哈尔滨工业大学光学题课件3光的干涉
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只在愚人的字典中找得到。--拿破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突破，不要嫉妒要欣赏，不要托延要积极，不要心动要行动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。(注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐

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