电子科大 现代光学习题集

东南大学考试卷（A卷）课程名称现代光学基础考试学期08-09-2 得分Array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. 下列四种说法正确的是：（）A 游泳池的实际水深比站在池边的人所感觉到的水深要深B 二氧化碳（n=1.63）中的凸透镜(n=1.50)将具有会聚性质C 空气中的凸薄透镜对一切实物构成一倒立实象D 空气中的凹薄透镜对实物均得一正立的虚象2. 光束由介质Ⅱ射向介质Ⅰ，在界面上发生全反射，则光在介质Ⅰ、Ⅱ中的传播速度v1和v2的大小为：（）A、v1＞v2B、v2＞v1C、v1=v2D、无法判别v1、v2的大小3．一物点的各光线经透镜会聚成一个像点，各光线的光程应（）。

（可从极大值、极小值、相等、不相等中选择）。

4.. 两个薄凸透镜，焦距分别为f1和f2，将它们叠在一起组成一个系统，则其总的焦距应是：（）A. f = f1+f 2B. f= - f1f2/(f1+f2)C. f = f1f2/（f1+f2）D. f = （f1+f2）/f1f25. 做杨氏双缝干涉实验时，若用单色自然光照射狭缝光源S，在屏幕上能看到干涉条纹．若在双缝S A和S B的前面分别加一同质同厚的偏振片P A、P B，则当P A与P B的偏振化方向相互( )时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹。

6. 强度为I0的单色光依次通过尼科尔棱镜N1 、 /2波片C 、和尼科尔棱镜N2，N1与N2 的主截面相互垂直，波片的光轴与N1 的主截面成30O角，从N2 透射出的光的强度为( )7. 光以60°的入射角射到一玻璃板上，一部分光反射一部分光折射，观察到反射光和折射光互成90°角，则此玻璃的折射率为（），反射光的偏振态为（）。

共7 页第1 页共 7 页 第 2 页 8. 如图所示观察液体尖劈薄膜等厚干涉装置，要加大条纹间距，可选择：（ ）A. 增加液体尖劈的劈角B. 加强光强C. 换用折射率较小的液体D. 劈角大小不变而加长劈边9. N 条狭缝的夫琅和费衍射，衍射的总能流是缝宽相同的单缝夫琅和费衍射光能量的（ ）倍，衍射中央主极大光强将增大（ ）倍。

1.给定函数,)()(x i ex f Æ=其傅里叶变换=)(x F FT{)(x f }，证明：(1) FT{)(cos x Æ}=0.5[)()(x x -+*F F ]; (2) FT{)(sin x Æ}=0.5[)()(x x **--F F ]。

2.2.设设0x 和b 为实常数，=)(x F FT{)(x f }，证明：FT{)()(0b x x x f -*d }=xp m 02)(x i eF b -3.3.求下列函数的傅里叶变换。

求下列函数的傅里叶变换。

)3()(x rect x f =)35(+x rect ，画出其图形，并利用上式公式证明：pnn n n 2)(sin )5(sin 5)3(sin 3i ec c c =*4.4.给定一个线性不变系统，其脉冲响应为给定一个线性不变系统，其脉冲响应为)(sin )(x c x h =，用空间域分析的方法，对下列每一输入)(x f ，求其输出)(x g 。

（1）)()(x combx f =5.5.给定一个线性不变系统，其脉冲响应为给定一个线性不变系统，其脉冲响应为)7(sin 7)(x c x h =，用频域分析的方法及合理的近似，对下列每一输入)(x f ，求其输出)(x g 。

（1）)2cos()(x x f p =6.6.一个线性不变系统对图（一个线性不变系统对图（一个线性不变系统对图（a a ）所示输入的响应为图（）所示输入的响应为图（b b ）。

求该系统对图（。

求该系统对图（c c ）所示输入的响应。

1 2 0 1 2 （a ）)(x f x0 1 2 1 2 （b ）)(x g x-1 1 0 2 4 )(x f x7.7.已知一平面波的复振幅表达式为已知一平面波的复振幅表达式为已知一平面波的复振幅表达式为)]432(exp[),,(z y x i A z y x U +-=，试计算其波长l 以及沿z y x ,,方向的空间频率。

第一章 光的干涉（2） 一．选择题：1． 如图所示，折射率为n 2 、厚度为e 的透明介质薄膜的 上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，以知 n 1< n 2 < n 3 ， 若用波长为λ的单色光垂直入射到该薄膜 上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 [ ]（A ）2 n 2e (B) 2 n 2e - ½ λ (C) 2 n 2e - λ (D) 2 n 2e - ½n 2 λ2．用白光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色滤光片遮盖另一条缝，则 [ ] （A ）纹的宽度将发生改变。

（B ）产生红色和蓝色的两套彩色干涉条纹。

（C ）干涉条纹的亮度将发生变化。

（D ）不产生干涉条纹。

3．把双缝干涉实验装置放在折射率为n 水中，两缝的距离为d 缝到屏的距离为D(D»d)所用单色光在真中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是[ ] (A) λD/ (nd) (B) n λ D/ d (C) λd / (nD)4．在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹。

若将缝S 2盖住，并在S 1 S 2联机的垂直平分面处放 一反射镜M 如图所示，则此时(A) P 点处仍为明条纹 (B) P 点处为暗条纹(C) 不能确定点是明条纹还是暗条纹 (D) 5．由两块玻璃片 (n 1 =1.75) 所形成的空气劈尖，其一端厚度为零，另一端厚度为0.002cm 。

现用波长为7000Ǻ的单色平行光，从入射角为30˚ 角的方向射在劈的上表面，则形成的干涉条纹数为(A) 56 (B) 27 (C) 40 (D) 100 6．如图，用单色光垂直照射在观牛顿环的装置上。

当平凸透镜垂直向上缓慢平移远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉 条纹(A) 向后平移 (B) 向中心收缩 (C) 向外扩张 (D)静止不动 (E) 向左平移 7。

共6 页第1 页东南大学考试卷（A 卷）课程名称现代光学基础考试学期05-06-2得分适用专业考试形式考试时间长度分钟一选择和填空题(共12题,共32分,1,1→→10每题二分,11,11→→13题每空一分) 1.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3p ，则此路径ＡＢ的光程为( A )。

(Ａ) 1.5λ（Ｂ）1.5n λ（Ｃ）3λ（Ｄ）1.5λ/n 2.当两束相干光波的振幅比为A1/A2=1/2时，相应的干涉条纹可见度是( B ). (A)1 (B)0.8 C.0.6 D.0.39 3. 下列说法正确的是( A ) A.迈克尔逊的圆条纹是等倾条纹,牛顿环是等厚条纹B.迈克尔逊的圆条纹是等厚条纹,牛顿环是等倾条纹C.迈克尔逊干涉仪的圆条纹和牛顿环都是等倾条纹D.迈克尔逊干涉仪的圆条纹和牛顿环都是等厚条纹4.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 上所有面积元发出的子波各自传到Ｐ点的( D ) 。

(Ａ)振动振幅之和．（Ｂ）光强之和．（Ｃ）振动振幅之和的平．（Ｄ）振动的相干叠加．夫琅和费单缝衍射实验5. 在上图所示夫琅和费单缝衍射实验中，若将单缝作垂直于透镜轴线的移动(不超过入射光束照明范围)，则( D )。

A.零级条纹跟着移动. B.零级条纹向相反方向移动. C.零级条纹保持不变,但高级条纹可能不再对称分布. D.以上答案都不正确s屏f ′平行光单缝透镜轴线共 6 页 第 2 页6．单色平面光波投射到一孔上，在位于孔的对称轴线上的．单色平面光波投射到一孔上，在位于孔的对称轴线上的 P0 点进行观察点进行观察,,圆孔恰好露出一个半波带圆孔恰好露出一个半波带,,则 P0 点的光强为自由传播（无小孔）时的光强的点的光强为自由传播（无小孔）时的光强的 （ A A ））。

A. A.４倍４倍４倍 B. B. B.１６倍１６倍１６倍 C. C. C.３倍３倍３倍 D. D. D.２倍２倍２倍7. 一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是( D )。

光学练习题一、 选择题1．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。

若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条件不变(如图)，则此时（ B ）A.P 处仍为明条纹B.P 处为暗条纹C.P 处位于明、暗条纹之间D.屏幕E 上无干涉条纹2．在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采的办法是（ B ）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3．在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率为n 薄玻璃片将上面的狭缝挡住，则此时中央亮条纹的位置与原来相比应 （ A ）(A) 向上移动； (B) 向下移动；(C) 不动； (D) 根据具体情况而定。

4．在照相机镜头的玻璃上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长的透射光能量，假定光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 ( D )(A) /n ； (B) /2n ； (C) /3n ； (D) /4n 。

5．一折射率为n 、厚度为e 的薄膜处于折射率分别为1n 和3n 的介质中，现用一束波长为λ的平行光垂直照射该薄膜，如图，若n n n <<，则反射光a 、b 的光程差为 ( B )（A ）、22λ+e n ； （B ）、e n 22；（C ）、λ+e n 22； （D ）、e n 2 。

6．在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为3λ的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B ）（A ）2个 （B ）3个 （C ）4个 （D ）6个NM Q7．当平行单色光垂直入射于如图所示空气劈尖，两块平面玻璃的折射率为1 1.50n =，空气的折射率为21n =，C 点处的厚度为e ，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差为(D)A ．e n 22B ．2/22λ+e nC ． e n 12D ． 2/21λ+e n8．如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L 变小，则在L 范围内干涉条纹的 （ C ）（A ）数目减小，间距变大 （B ）数目减小，间距不变（C ）数目不变，间距变小 （D ）数目增加，间距变小9．波长550nm λ=的单色光垂直入射于光栅常数41.010cm d -=⨯的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 （ D ）（A ）4 （B ）3 （C ）2 （D ）110．三个偏振片1P 、2P 与3P 堆叠在一起，1P 与3P 的偏振化方向相互垂直，2P 与1P的偏振化方向间的夹角为45 ，强度为0I 的自然光入射于偏振片1P ，并依次透过偏振片1P 、2P 与3P ，则通过三个偏振片后的光强为 （ C ）（A ）016I （B ）038I （C ）08I （D ）04I 二、填空题1．相干光的必要条件为 频率相同 、 相位差恒定或相位相同 、振动方向平行 。

现代光学基础考卷0910A答卷一、选择题（每题1分，共5分）1. 下列哪种现象不是光的衍射现象？A. 单缝衍射B. 双缝干涉C. 光的偏振D. 光的绕射2. 光的波长与下列哪个物理量成反比？A. 频率B. 速度C. 动能D. 电场强度3. 下列哪种光学元件可以产生光的聚焦效果？A. 凹透镜B. 凸透镜C. 平面镜D. 棱镜4. 光的干涉现象中，相邻亮条纹或暗条纹之间的距离与下列哪个物理量成正比？A. 波长B. 频率C. 光速D. 光强5. 下列哪种光电器件是基于光的全反射原理？A. 光电管B. 光电二极管C. 光纤D. 太阳能电池二、判断题（每题1分，共5分）1. 光的偏振现象说明光是一种横波。

（）2. 光的双缝干涉实验中，当光程差为半个波长时，会出现亮条纹。

（）3. 光的折射率与介质种类和光的频率无关。

（）4. 全息照相技术利用了光的干涉原理。

（）5. 光在真空中传播速度大于在任何介质中的传播速度。

（）三、填空题（每题1分，共5分）1. 光的波长、频率和速度之间的关系是：波长=______/频率。

2. 光的干涉现象中，相邻亮条纹或暗条纹之间的距离与光的波长______。

3. 光的衍射现象中，单缝衍射图样中央亮条纹的宽度与______成正比。

4. 光的偏振现象说明光是一种______波。

5. 光纤通信技术利用了光在光纤中的______原理。

四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述光的干涉现象及其产生条件。

2. 什么是全息照相？它是如何实现的？3. 光的衍射现象有哪些特点？4. 光的偏振现象在实际应用中有哪些重要作用？5. 简述光纤通信的基本原理。

五、应用题（每题2分，共10分）1. 一束单色光垂直入射到单缝上，已知光的波长为500nm，单缝宽度为0.1mm，求第一级暗条纹的位置。

2. 一束光通过空气玻璃界面时，入射角为30°，求折射角。

3. 一束光在真空中传播速度为3×10^8 m/s，求其在水中（折射率为1.33）的传播速度。

每年都会有这么一个版本，这是2012年的，当年的对当年的及其重要，建议联系在校的师兄师姐，把你所考年份的这份资料买来！考试大纲考试科目840物理光学考试形式笔试（闭卷）考试时间180分钟考试总分150分一、总体要求主要考察考生掌握《物理光学》的基本知识、基本理论的情况以及分析和解决物理光学问题的能力。

二、内容及比例1.光的电磁理论（约25%）光波在各向同性介质中的传播特性（光波的波长或频率范围，光波区别于其它电磁波的特性，光强、折射率、时谐均匀平面波、光程）光波的偏振特性（五种偏振光的概念以及之间的关联、左旋与右旋光波、偏振度）光波在各向同性介质分界面上的反射和折射特性（反射定律和折射定律、菲涅耳公式、反射率与透射率、全反射、布儒特性定律、半波损失、附加光程差）光波场的频率谱（时间频谱与空间频谱、实际光波与时谐均匀平面波的关联）时谐均匀球面波（波函数）2.光的干涉（约20%）光的干涉现象及其基本原理（波叠加原理、相干与不相干）光的相干条件和获得相干光的方法双光束干涉（分波面与分振幅）多光束干涉（高反射率膜、多层介质膜）单层光学薄膜（增透或增反的条件）迈克耳逊干涉仪和F-P干涉仪（结构、原理及应用）光的相干性（部分相干、时间相干与空间相干性的起源和表征）3.光的衍射（约20%）光的衍射现象及其基本原理（衍射现象明显与否的条件、基尔霍夫衍射积分的近似条件、衍射的分类及处理方法）夫琅和费单缝衍射、圆孔衍射、多缝衍射光学成像系统的衍射和分辨本领光栅（光栅方程、分光性能、闪耀光栅的特性）菲涅耳圆孔和圆屏衍射、波带片4.晶体光学（约25%）光波在各向异性介质中的传播特性（介电张量、单色平面波在晶体中的相速度和光线速度、菲涅耳方程、光在单轴晶体中的传播、单轴晶体的折射率椭球和折射率面）光波在单轴晶体界面的双反射和双折射晶体光学器件（偏振器、波片和补偿器）偏振光和偏振器件的琼斯矩阵表示偏振光的干涉（平行偏振光的干涉）电光效应（电光张量、KDP晶体的线性电光效应及其应用）磁光效应（法拉第旋光效应）5.光的吸收、色散和散射（约10%）光与物质作用的经典理论（介质的复折射率）光的吸收定律（一般吸收与选择吸收）光的色散（正常色散与反常色散）光的散射（光的线性散射与非线性散射）三、题型及分值比例选择题：30%简答题：20%计算题：50%1光的电磁理论（各向同性介质）知识要点：1）光波的电磁特性（波长或频率范围，光波区别于其它电磁波的产生、传播、探测方式，光波能量密度、能流密度矢量、光强）2）光学介质的电磁特性（折射率，透明、线性、非色散）、3）光在各向同性介质中和各向同性介质界面上的传播特性波动方程与时谐均匀平面波函数（实数，复数）及其特征量（波矢、振动矢量、复振幅、时空周期、波速、矢量性、偏振态）反射定律和折射定律、菲涅耳公式（正入射）、反射率与透射率、半波损失、附加光程差、全反射、布儒特性定律、4）光波场的频率谱（时间频谱与空间频谱、实际光波与时谐均匀平面波的关联）5） 时谐均匀球面波（波函数，球面波简化为平面波的条件）选择题：1. 自然光正入射，其反射光为 D 。