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光学基础知识试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458米/秒B. 299,792,458千米/秒C. 299,792,458厘米/秒D. 299,792,458毫米/秒答案：A2. 光的波粒二象性是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 麦克斯韦答案：B3. 光的折射定律是由哪位科学家发现的？A. 牛顿B. 斯涅尔C. 胡克D. 惠更斯答案：B4. 光的衍射现象说明了光具有什么性质？A. 波动性B. 粒子性C. 波动性和粒子性D. 以上都不是答案：A5. 光的偏振现象说明了光的什么特性？A. 波动性B. 粒子性C. 波动性和粒子性D. 以上都不是答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 光的反射定律表明，入射角等于______。
答案：反射角2. 光的折射定律表明，入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的______。
答案：折射率3. 光的干涉现象是由两个或多个相干光源的光波相互叠加形成的______。
答案：明暗条纹4. 光的多普勒效应描述的是，当光源和观察者相对运动时，观察者接收到的光波频率会发生变化，这种现象称为______。
答案：多普勒效应5. 光的全反射现象发生在光从折射率较大的介质进入折射率较小的介质时，且入射角大于临界角时，光将______。
答案：完全反射三、简答题（每题5分，共20分）1. 描述光的干涉现象。
答案：光的干涉现象是指当两个或多个相干光波相遇时，它们的振幅相互叠加，形成明暗相间的干涉条纹。
这种现象表明光具有波动性。
2. 什么是光的衍射现象？答案：光的衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，会发生弯曲和扩散，形成衍射图样。
这种现象表明光具有波动性。
3. 光的偏振现象说明了什么？答案：光的偏振现象说明光波的振动方向具有特定的方向性。
当光波通过偏振片时，只有与偏振片传输轴平行的振动分量能够通过，而垂直分量被阻挡，从而产生偏振光。
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。
基础光学期末试题(总9页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--西南师范大学期终考试试卷参考答案“ 光学 ”课程 考试试卷A一、选择题1 A2 B3 C4 D5 A 二、是非题1? 2 ? 3? 4? 5? 6? 7? 8? 9? 10? 三、填空题1 12 23 34 45 5四、作图题1题中给出凹面镜，0<r ，又知物高４倍于像高，即4/1=β，所以应有两种情况 2图(a)图(b)物平像平五、计算题1解：人眼看到的是字透过透镜成的像．第一种情况，字在球面的顶点，此次成像物、像重合．字再经过平面折射成像，物距为-20毫米，像距为毫米，由成像公式，得,0203.130.1=---n（１） (4分)第二种情况，字仅通过折射成像，物距为－20毫米，像距为－毫米，成像公式为.0.1206.140.1rn n -=--- （２）(4分)解（１）（２）两方程，得5.1=n ， 84.76-=r 毫米． (2分)2解：入射到肥皂水薄膜表面光线的入射角为450，可求出光在膜内的折射角2i ．由折射定律，20sin 33.145sin 0.1i ⨯=⨯，解出 0212.32=i ，8470.0cos 2=i ． (2分)由于光在空气中的肥皂水膜上表面反射时有π的相位变化，在其下表面反射时无π的相位变化，因此光程差中要计入半波损失，对于相干加强的500纳米的绿光，应满足λλk i d n =-2/cos 222． (3分)作图题2解图a /2/2题意求最小薄厚度，应取0=k ，以各值代入上式，得8470.033.121210500cos 212622⨯⨯⋅⨯=⋅=-i n d λ41011.1-⨯=（毫米）． (2分)同一厚度的肥皂水膜，若垂直注视，则1cos 2=i ，此时看到的相干加强的波长??应满足λλ''='-k d n 2/22， (2分)将 2,1,0='k 代入上式发现，仅当0='k 时λ'才落在可见光范围内，以0='k 代入，求得3.590='λ纳米，为深黄色的光． (1分) 可见，从不同方向观看，可以呈现不同颜色，这一现象也表现在一些鸟的羽毛薄膜上．有时从不同方向观看羽毛，颜色不同，这是一种薄膜干涉现象．3解：根据题意可有2.01=d k λ，3.02=dk λ，112=-k k ，nm 600=λ． （1）由上面诸方程可解得d =6微米，k 1＝2，k 2＝3． (3分) （2）第四级缺级，故d ＝4a ，得缝宽a ＝微米． (3分) （3）光栅光谱的最大级次为d /?=10，由于缺级级次为±4和±8，第十级的衍射角为900，事实上也不能出现，故屏幕上出现的干涉主极大级次为0、±1、±2、±3、±5、±6、±7、±9，共15个干涉主极大． (4分)4、解：21I I =（2分） 01o 212834330cos I I I I === （2分） 02o 2233294330cos I I I I === （2分）03o 234128274330cos I I I I === （2分） 1282704=∴I I （2分）西南师范大学期终考试试卷参考答案“ 光学 ”课程 考试试卷B一、选择题1 D2 D3 D4 D5 D 二、是非题1? 2 ? 3? 4? 5? 6? 7? 8? 9? 10? 三、填空题1 12 23 34 45 5 四、作图题1题中给出凹面镜，0<r ，又知物高４倍于像高，即4/1=β，所以应有两种情况 2图(a)图(b) 主五、计算题1 解：已知玻璃板的折射率5.1=n ，板厚.5mm d =物体S 经玻璃板两次折射成像，第一次以O1为原点, 向右为正, 物距s ＝－a ，曲率半径r ＝?，代入成像公式得00.11=--'a s n解得第二次成像,以O2,12d na d s s --=-'= 代入成像公式得,01=---'d na n s解得).(n da s +-='小物体的像向着玻璃板移动了).(35)5.111(5)11()(mm n d d s a s =-⨯=-=-'-=∆2解：（1）m 11.010210550210249k =⨯⨯⨯⨯⨯=∆∴=--x d kD x λ（2）0)(12=-+-e ne r rm 10828.358.0106.6)1(6612--⨯=⨯⨯=-=-n e r r 96.61055010828.39612=⨯⨯=-=∴--λr r k3解：根据题意可有.1na s -='计算题图11 2.01=d k λ，3.02=d k λ，112=-k k ，nm 600=λ．（1）由上面诸方程可解得d=6微米，k １＝２，k ２＝３．（2）第四级缺级，故d ＝４a ，得缝宽a ＝１.５微米．（3）光栅光谱的最大级次为d/?=10，由于缺级级次为±４和±８，第十级的衍射角为900，事实上也不能出现，故屏幕上出现的干涉主极大级次为０、±１、±２、±３、±５、±６、±７、±９，共15个干涉主极大．。
大学物理学基础II-2期末考试试题02年1月13日系 班 姓名 成绩一、 填空题（共40分）光学26分，近代物理14分1、（6分）在杨氏双缝干涉实验中，屏与双缝间距离L =1米，用钠光灯作单色光源(λ=589.3nm )。
问：(1)如果双缝间距增大，相邻明纹间距会变(2) 观察干涉条纹,如果仅能分辨的距离为0.15mm ，问双缝的最大间距是多少？2、（4分）在迈克尔孙干涉仪的M 2镜前插入一薄玻璃片时，可观察到有150条干涉条纹向一方移过．若玻璃片的折射率n=1.632，所用单色光的波长λ=500纳米，试求玻璃片的厚度．3、（6分）在通常明亮环境,人眼瞳孔直径约3毫米,问人眼最小分辨角多大?（以视觉感受最灵敏的黄绿光λ=550nm 来讨论）纱窗铁丝间距约2mm,人距窗口多远恰可分辨清楚? 4、（4分）检验垂直入射的单色偏振光，在检偏器前插入λ/4波片， 旋转检偏器，得到两明两零视野，则入射单色光的偏振态是5、（6分）有两种不同的介质，折射率分别为n 1和n 2，自然光从第一种介质入射到第二种介质时，起偏振角为i 12，从第二种介质射到第一种介质时，起偏振角为i 21，。
若i 12< i 21，问哪一种介质是光密介质？ ；i 12+ i 21等于多少？i 12+ i 21=6、（2分）测量星体表面温度的方法之一，是把星体看作绝对黑体，利用维恩位移定律，由测量得到的最大波长λm 来确定温度T 。
实验测得，太阳：λm =0.55 微米，太阳的表面温度是多少？ (提示：b =2.897⨯10-3米•开)7、（4分）波长为21厘米的发射光谱线，对应于这谱线的能量是多少？8、（4分）求温度为1.0开，具有动能为 的氦原子的德布罗意波波长（已知氦原子的质量为6.695⨯10-27kg ）k T 239、（4分）若已知巴耳末系的最短波长为 ，试求氢原子的电离能(eV)二、计算题（共60分）1、（10分）白光照射在折射率为1.33的肥皂膜上，若从45o 角方向观察薄膜呈现绿色（500nm ），试求薄膜最小厚度。
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____。
基础光学期末考试A卷西南科技⼤学《基础光学》本科期末考试试卷（A 卷）⼀、选择题（每题3分，共30分）1、在产⽣⼲涉花样中，下列哪些条件不可能有额外程差（ C ）(A)n 2> n 1= n 3 (B)n 1> n 2 ，n 2 n 2> n 3 (D)n 1< n 2，n 2> n 32、当两束相⼲光波的振幅⽐为3121=A A 时，相应的⼲涉条纹可见度是（ A ）（A ）0.6 （B ）0.4 （C ）0.8 （D ）0.393、在双缝⼲涉实验中，两缝间距为d ，双缝与屏幕的距离为D (D >>d )，⼊射光波长为λ，屏幕上相邻明条纹之间的距离为（B ） (A) D d λ (B) d D λ (C) d D 2λ (D) Dd 2λ 4、⽤劈尖⼲涉检测⼯件的表⾯，当波长为λ的单⾊光垂直⼊射时，观察到⼲涉条纹如图。
图中每⼀条纹弯曲部分的顶点恰与左边相邻的直线部分的连线相切。
由图可见⼯件表⾯：（ D ）（A ）有⼀凸起的槽，深为λ/2 （B ）有⼀凹陷的槽，深为λ/4（C ）有⼀凸起的埂，深为λ/4 （D ）有⼀凹陷的埂，深为λ/25、关于实物、虚物、实像和虚像的说法正确的是（ C ）（A ）实像就是虚物（B ）实物和虚物都是存在物体（C ）虚物⼀定是像（D ）虚像就是虚物6、光束由介质Ⅰ射向介质Ⅱ，在界⾯上发⽣全反射，则光在介质Ⅰ、Ⅱ中的传播速度v 1和 v 2的⼤⼩为：A 、v 1＞v 2B 、v 2＞v 1C 、v 1=v 2D 、⽆法判别v 1、v 2的⼤⼩（ B ）7、照相机镜头上的光圈数是指 ( D )（A ）照相机镜头的有效光阑的直径D （B ）镜头有效光阑的倒数1/D（C ）镜头的相对孔径D/f （D ）镜头相对孔径的倒数f/D8、如果两个偏振⽚堆叠在⼀起，且偏振化⽅向之间夹⾓为300，假设⼆者对光⽆吸收，光强为I 0的⾃然光垂直⼊射在偏振⽚上，则出射光强为（ D ）(A) I 0 / 8 （B ）3I 0 / 4 （C ）I 0 / 4 (D) 3 I 0 / 89、波长分别为253.6nm 和546.1nm 的两条谱线的瑞利散射强度之⽐为：（ A ）A 、 21.5B 、 2.15C 、 4.63D 、 9.9310、按照玻尔理论，⼀个氢原⼦中的电⼦从⼀半径为a r 的圆轨道⾃发地直接跃迁到⼀半径为b r 的圆轨道上，已知a b r r <，则在此过程中 ( B )（A ）原⼦要吸收某⼀频率的光⼦（B ）原⼦要发出某⼀频率的光⼦（C ）原⼦要发出⼀系列频率的光⼦（D ）原⼦要吸收⼀系列频率的光⼦⼆、填空题（每空2分，共20分）1、光通过ABC 光路所需要的时间△t=810-S ，已知AB 段为真空，且AB=1m ，BC 段为⽔，其折射率为4/3，则：光路ABC 的光程为 m ；BC 两点间的距离为 m ；光通过BC 段所需的时间为 s 。
光学期末考试光学期末考试一、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 年级 姓名 学号＊＊＊ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 密 封 线 内 不 要 答 题 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊西南师范大学期终试卷(A 卷)《 光 学 》 课程 期末 考试试卷 命题人：周自刚 A 卷 闭卷 120分钟 审题人：题号 一 二 三 四 五 总分 评卷人一、单选题（共5题，4分/题，共20分） 得分1、以下不是几何光学的基本实验定律的是（ ）A 、发射的光的强弱满足基尔霍夫定律B 、光通过两种介质分界面的反射定律和折射定律C 、光在均匀介质中的直线传播定律D 、光的独立传播定律 2、关于实物、虚物、实像和虚像的说法正确的是（ ）A 、实像就是虚物B 、虚物一定是像C 、虚像就是虚物D 、实物和虚物都是存在物体 3、关于光阑、光瞳的说法正确的是（ ）A 、 在光具组中只能有一个光阑B 、光瞳可以是其中的一个透镜C 、有了出射光瞳就一定能找到入射光瞳D 、有效光阑、入射光瞳和出射光瞳不一定共轭 4、在杨氏实验装置中，两狭缝的间距为0.5mm ，光屏离狭缝的距离为50cm 。
当以折射率为1.50的透明薄片贴住其中的一个狭缝时，发现屏上的条纹移动了1cm ，薄片厚度为（ ） A 、0.0167mm B 、0.015mm C 、0.018mm D 、0.02mm 5、关于光的直线传播、干涉和衍射的说法正确的有（ ） A 、干涉和衍射本质都一样，都是波的相干叠加的结果 B 、在干涉花样中不会出现衍射花样C 、光遇到障碍物的线度大于波长时，就出现直线传播，否则就出现衍射花样D 、干涉可以是无限束光的叠加的结果，而衍射只能是有限束光的叠加的结果二、是非题（共10题，2分/题，共20分，对用“√”，错用“⨯”表示） 得分1、费马原理在非均匀介质中是适用的。
2、点光源在凹球面上反射时单心光束一定受到破坏。
3、助视仪的放大本领与单透镜的放大率实质上是不同的。
4、光的干涉现象和衍射现象都是波动的特性体现。
5、频率相同的两光波在相遇点有相同的振动方向和固定的位相差为干涉现象的必要条件。
6、白光通过双缝形成的花样，不管是干涉花样还是衍射花样其中央亮条纹都是白色的。
7、圆偏振光实际上是椭圆偏振光的一种特殊情况。
8、入射光的频率低于阔频率ν0时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电子发射。
9、德布罗意提出所有的实物粒子都和光一样，具有波粒二象性。
10、在杨氏实验中激光直接作为光源的主要是利用其单色性好，它的时间相干性也很高。
三、填空题（共5题，2分/题，共10分） 得分1、 在杨氏双缝干涉花样中，如果两列波的能量相同，则干涉条纹的反衬度为（ ）。
2、 在圆孔衍射中，如果圆孔具有一定大小的半径，观察点P 的位置仅使波面上露出第一个半波带，则其合振幅为完全不遮蔽时的（ ）倍。
3、 强度为I 的自然光，垂直入射到方解石晶体上后又垂直入射到另一块完全相同的晶体上。
两块晶体的主截面之间的夹角为300，如果不考虑反射吸收等损失，最后透射出来的光束的I oo :I oe =（ ）:1。
4、 1879年斯忒藩从黑体辐射实验中观察到黑体的辐射度与绝对温度T 成（ ）次方成正比。
5、按照玻尔理论，当电子从E n 跃迁到E 1（E 1=-13.5eV ）时，发射光子的能量为12.96eV ，则n =（ ）。
四、作图题（共2题，5分/题，共10分） 得分1、如图所示有一凹面镜，若物与像相距为1米和物高是像高4倍时，作出其光路图。
2、惠更斯目镜由两片平凸薄透镜组成，场镜L 1的焦距为a 3，接目镜L 2的焦距为a ，两透镜间距为a 2．试用作图法求惠更斯目镜的焦距和焦点的位置．五、计算题（共4题，共40分） 得分1、在报纸上放一个平凸透镜，眼睛通过透镜看报纸，当平面在上时，报纸的虚像在平面下13.3毫米处，当凸面在上时，报纸的虚像在凸面下14.6毫米处．若透镜的中央厚度为20毫米，求透镜的折射率和凸球面的曲率半径．（10分）2、观察肥皂水薄膜（n=1.33）的反射光呈绿色（λ=500纳米），且这时法线和视线间角度为0145=i ，问膜最薄的厚度是多少？若垂直注视，将呈现何色？（10分）3、波长为600纳米的平行光正入射于一透射平面光栅上，有两个相邻的干涉主极大出现在sin θ１＝0.2和sin θ2=0.3的衍射方向上，第四级开始缺级．试求：（10分） （1） 光栅常数；（3分） （2） 光栅每缝缝宽可能是多少？（3分） （3） 列出屏上可能出现的干涉主极大级次。
（4分）4、自然光入射到一组偏振片上，这组偏振片有四片，每个偏振片的偏振化方向相对于前一个沿顺时针方向依次转过30︒角。
试求透射光强度占入射光强度的百分比。
（10分）作图题2图２a a ３a Ｌ１ Ｌ２ F 2 F 1' F 2'Ｃ Ｆ 作图题1图专业 年级 姓名 学号＊＊＊ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 密 封 线 内 不 要 答 题 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊西南师范大学期终试卷(B 卷)《 光 学 》 课程 期末 考试试卷 命题人：周自刚 B 卷 闭卷 120分钟 审题人： 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 评卷人一、单选题（共5题，4分/题，共20分） 得分1、以下不是几何光学的基本实验定律的是（ ）A 、光在均匀介质中的直线传播定律B 、光通过两种介质分界面的反射定律和折射定C 、光的独立传播定律D 、发射的光的强弱满足基尔霍夫定律 2、关于实物、虚物、实像和虚像的说法正确的是（ ）A 、虚物是实像B 、虚物是虚像C 、实物和虚物是客观存在的物体D 、虚物一定是像 3、关于开普勒望远镜和伽利略望远镜的说法正确的是（ ）A 、开普勒望远镜目镜的物方焦平面在镜筒以外B 、伽利略望远镜镜筒的全长等于物镜焦距C 、都可以把叉丝或刻度尺放在两种望远镜的物镜和目镜之间D 、它们的焦点在无穷远处 4、在产生干涉花样中，下列哪些条件不可能有额外程差（ ）A 、n 2> n 1= n 3B 、n 1> n 2 ，n 2<n 3C 、n 1< n 2，n 2> n 3D 、n 1> n 2> n 3 5、关于光的直线传播、干涉和衍射的说法正确的有（ ）A 、光是直线传播还是衍射，决定于遇到障碍物的线度与波长的大小B 、惠更斯—菲涅尔原理能解释干涉现象和衍射现象，却不能解释光的直线传播C 、菲涅尔衍射和夫琅和费衍射都可以不需要用任何仪器就能直接观察到衍射花样D 、干涉和衍射是本质上统一的同一类现象二、是非题（共10题，2分/题，共20分，对用“√”，错用“⨯”表示） 得分1、光在指定的两点间传播时，肯定是沿光程为极值路径传播的。
2、点光源在平面镜上反射时单心光束一定没有受到破坏。
3、一名大学生最多能清晰的看到1米远的物，配镜师就至少给他配上近视为100度的眼镜。
4、任何一个光具组有且只有一个有效光阑。
5、干涉花样实质上体现出参与相干叠加的光波间相位差的空间分布。
6、白光通过双缝成的花样，不管是干涉花样还是衍射花样其中央亮条纹都是白色的。
7、反射光是平面偏振光中的偏振度最大的光。
（ ）8、衍射现象与散射现象的根本不同在于衍射是由于个别的不均匀区域所形成的，而散射则是由于大量排列不规则的非均匀的小“区域”的集合所形成的。
9、在光电效应实验装置中，如果入射光的频率越高，则发射出的光电子的能量就一定越大。
10、在干涉实验中，如果光源的单色性越高，其时间相干性就越好，我们观察到的干涉条纹级就越高。
三、填空题（共5题，2分/题，共10分） 得分1、在近轴光线和近轴物的条件下，物所成的像在像方焦点前一倍像方焦距处，则其横向放大率为（ ）。
2、在圆孔衍射中，如果圆孔具有一定大小的半径，观察点P 的位置仅使波面上露出第一个半波带，则其合振幅为完全不遮蔽时的（ ）倍。
3、强度为I 的自然光，垂直入射到方解石晶体上后又垂直入射到另一块完全相同的晶体上。
两块晶体的主截面之间的夹角为300，如果不考虑反射吸收等损失，最后透射出来的光束的I eo :I oo =1:（ ）。
4、 1879年斯忒藩从黑体辐射实验中观察到辐射度与绝对温度T 成（ ）次方成正比。
5、 按照玻尔理论，当电子从E n 跃迁到E 1（E 1=-13.5eV ）时，发射光子的能量为12.96eV ，则n =（ ）。
四、作图题（共2题，5分/题，共10分） 得分1、物与像相距为1米，如果物高4倍于像高，并作出光路图2、惠更斯目镜由两片平凸薄透镜组成（作图题1.3图），场镜L 1的焦距为a 3，接目镜L 2的焦距为a ，两透镜间距为a 2．试用作图法求惠更斯目镜的焦距和焦点的位置．五、计算题（共3题，共40分） 得分1、人眼前一小物体，距人眼25厘米，今在人眼和小物体之间放置一块平行平面玻璃板，玻璃板的折射率为1.5 ，厚度为5毫米．试问此时看小物体相对它原来的位置移动多远？（10分）2、在双缝干涉实验中，波长nm 550=λ的单色平行光垂直入射到缝间距m 1024-⨯=d 的双缝上，屏到双缝的距离m 2=D 。
求：（15分） ⑴ 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；（5分） ⑵ 用一厚度为m 106.66-⨯=e 、折射率为58.1=n 的云母片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？（10分）3、波长为600纳米的平行光正入射于一透射平面光栅上，有两个相邻的干涉主极大出现在sin θ１＝0.2和sin θ2=0.3的衍射方向上，第四级缺级．试求： （1） 栅常数；（5分） （2） 光栅每缝缝宽可能是多少？（5分） （3） 列出屏上可能出现的干涉主极大级次。
（5分）作图题2图２a a３aＬ１ Ｌ２ F 2 F 1' F 2'西南师范大学期终考试试卷参考答案“ 光学 ”课程 考试试卷A一、选择题1 A2 B3 C4 D5 A二、是非题1√ 2 √ 3√ 4√ 5√ 6√ 7√ 8√ 9√ 10√ 三、填空题1 12 23 34 45 5 四、作图题1题中给出凹面镜，0<r ，又知物高４倍于像高，即4/1=β，所以应有两种情况2Ｃ Ｆ 法线虚物实像图(a)Ｆ 法线实物 实像图(b)a /2 a /2L 1L 2F 1'F '2F ' H '１1'H1"物平面像平面F五、计算题1解：人眼看到的是字透过透镜成的像．第一种情况，字在球面的顶点，此次成像物、像重合．字再经过平面折射成像，物距为-20毫米，像距为-13.3毫米，由成像公式，得,0203.130.1=---n（１） (4分)第二种情况，字仅通过折射成像，物距为－20毫米，像距为－14.6毫米，成像公式为.0.1206.140.1r n n -=--- （２） (4分) 解（１）（２）两方程，得5.1=n ，84.76-=r 毫米． (2分)2解：入射到肥皂水薄膜表面光线的入射角为450，可求出光在膜内的折射角2i ．由折射定律，20sin 33.145sin 0.1i ⨯=⨯，解出 0212.32=i ，8470.0cos 2=i ． (2分)由于光在空气中的肥皂水膜上表面反射时有π的相位变化，在其下表面反射时无π的相位变化，因此光程差中要计入半波损失，对于相干加强的500纳米的绿光，应满足λλk i d n =-2/cos 222． (3分)题意求最小薄厚度，应取0=k ，以各值代入上式，得8470.033.121210500cos 212622⨯⨯⋅⨯=⋅=-i n d λ41011.1-⨯=（毫米）． (2分) 同一厚度的肥皂水膜，若垂直注视，则1cos 2=i ，此时看到的相干加强的波长λ'应作图题2解图报纸计算题1解图满足λλ''='-k d n 2/22， (2分)将 2,1,0='k 代入上式发现，仅当0='k 时λ'才落在可见光范围内，以0='k 代入，求得3.590='λ纳米，为深黄色的光． (1分) 可见，从不同方向观看，可以呈现不同颜色，这一现象也表现在一些鸟的羽毛薄膜上．有时从不同方向观看羽毛，颜色不同，这是一种薄膜干涉现象．3解：根据题意可有2.01=d k λ，3.02=dk λ，112=-k k ，nm 600=λ． （1）由上面诸方程可解得d =6微米，k 1＝2，k 2＝3． (3分) （2）第四级缺级，故d ＝4a ，得缝宽a ＝1.5微米． (3分) （3）光栅光谱的最大级次为d /λ=10，由于缺级级次为±4和±8，第十级的衍射角为900，事实上也不能出现，故屏幕上出现的干涉主极大级次为0、±1、±2、±3、±5、±6、±7、±9，共15个干涉主极大． (4分)4、解：21I I =（2分） 01o 212834330cos I I I I === （2分） 02o 2233294330cos I I I I === （2分）03o 234128274330cos I I I I === （2分）1282704=∴I I （2分）西南师范大学期终考试试卷参考答案“ 光学 ”课程 考试试卷B一、选择题1 D2 D3 D4 D5 D 二、是非题1√ 2 √ 3√ 4√ 5√ 6√ 7√ 8√ 9√ 10√ 三、填空题1 12 23 34 45 5 四、作图题1题中给出凹面镜，0<r ，又知物高４倍于像高，即4/1=β，所以应有两种情况2五、计算题1 解：已知玻璃板的折射率5.1=n ，板厚.5mm d =物体S 经玻璃板两次折射成像，Ｃ Ｆ 法线虚物 实像图(a) Ｆ 法线实物 实象图(b) 作图题2解图 ２aa ３a Ｌ１ Ｌ２F 1'F '2F ' H ' １ 1'Ｐ1" 焦平面主平面第一次以O1为原点, 向右为正, 物距s ＝－a ，曲率半径r ＝∞，代入成像公式得00.11=--'a s n ， 解得第二次成像,以O2为原点，向右为正，物距为,12d na d s s --=-'= 代入成像公式得,01=---'d na ns解得).(n da s +-='小物体的像向着玻璃板移动了).(35)5.111(5)11()(mm n d d s a s =-⨯=-=-'-=∆2解：（1）m 11.010210550210249k =⨯⨯⨯⨯⨯=∆∴=--x d kD x λ（2）0)(12=-+-e ne r rm 10828.358.0106.6)1(6612--⨯=⨯⨯=-=-n e r r 96.61055010828.39612=⨯⨯=-=∴--λr r k3解：根据题意可有2.01=d k λ，3.02=d k λ，112=-k k ，nm 600=λ．（1）由上面诸方程可解得d=6微米，k １＝２，k ２＝３．（2）第四级缺级，故d ＝４a ，得缝宽a ＝１.５微米． （3）光栅光谱的最大级次为d/λ=10，由于缺级级次为±４和±８，第十级的衍射角为900，事实上也不能出现，故屏幕上出现的干涉主极大级次为０、±１、±２、±３、±５、±６、±７、±９，共15个干涉主极大．.1na s -=' a dS S 'S '1O 1O 2计算题图。
