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 。

试题解答一．解答题：1．答：条纹向下平移。

2．答：不能。

入射光经负透镜扩散后成虚像点于'F 点。

3．答：光波的等相位面传播速度为相速度。

复色光的合成波的等振幅面传播的速度为群速度 4．答：光栅的光强分布可视为多缝干涉受单缝衍射的调制。

当满足干涉极大的点恰好为衍射极小时，合光强为零。

主极大消失为缺极。

5．答：合成为自然光的两线偏振光的相位完全无关。

而合成为园偏振光的两线偏振光的相位差为2π±。

二．作图题：略 三．计算题：1．解：1001)15011001()14()11()1('121=--=--=γγn fmmf 100'=∴2．解：⑴.由 'D D -=ΓmmD D 40)5(8'=-⨯-=Γ-=∴⑵. ''目物f f -=Γ mmf f 258200''=--=Γ-=∴物目⑶. 082=ω mmf D f 2822003608'20=⨯⨯=⨯=∴πω物⑷.ωωtg tg '=Γ6488'2-=⨯-=∴ω⑸.由'11'1目f =-, mm22525200=+=, mm f 25'=目-1-mm5.2210225',22510225192251251'1===+=+=∴3.解:当λk =∆时干涉极大,出现亮纹.未插入玻璃片时,中央点: 0=∆,插入玻璃片后,附加光程差: tn )1(11-=∆, tn )1(22-=∆ ,对两缝产生的附加光程差为: t3.012=∆-∆=∆ ,该∆使5=∆K 宽的条纹迁移, ∴ m t t μλ853.0=⇒=,条纹向7.12=n 的那片玻璃方向迁移.4.解:当平行光垂直入射时,mmd m d 5001,sin ==λθ1sin =θ (对应于的最大谱线级),∴ 4.310589.050013=⨯==-λdm∵ 小数对级次无意义, ∴ 3=m当平行光030角入射时: 2130sin=,取1sin =θ ,λθm d =+)30sin (sin 031210589.0)1(5001-⨯⨯=+m∴ 09.5=m , 取5=m5.解:由题意,o 光和e 光均服从折射定律:too i n θθsin sin = , tee in θθsin sin =∴ '5634)512.160sin (sin1==-to θ , '636)470.160sin (sin1==-te θ∴ '1010=-=∆te to θθθ-2-。

电子科技大学业课入学试题科目名称：基础光学注意事项：所有答案必须写在答卷纸上，否则答案无效。

-----------------------------------------------------------------------------------------1．简答题：（每小题3分，共15分）1. 双缝干涉实验装置中，将光源向上平移时，屏上的干涉条纹将怎样改变？2．平行于光轴的入射光通过一个的共轴球面系统后，能否在轴上得到亮实象？为什么？3．什么是光的相速度和群速度？4．什么是光栅的缺级？5．自然光和园偏振光都可看作为振幅相等、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什么？二.作图题 (每小题5分,共15分)1．一透镜，物为实物，物距为，作图求像的位置。

2．一透镜，物为虚物，物距为，作图求像的位置。

3．一平面波斜入射在一负单轴晶体表面，晶体的光轴平行于折射表面，且垂直于入射面，作图求出光，光的折射方向。

-共2页,第1页-三.计算题1．（10分）一个由锗制备的薄透镜，，，锗对波长的激光的折射率为，求该物镜工作在此波长处的焦距为多少？2．（20分）有一视角放大率为8倍的开普勒望远镜,物镜焦距,物方视场角,出射光瞳直径,求:⑴.物镜口径为多大?⑵.目镜焦距为多少?⑶.分划板直径为多大?⑷.象方视场角为多少?⑸.出瞳距离为多少?3．(15分)在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置和，但厚度同为的玻璃片后,原来中央极大所在点被第5级亮纹占据.设,求玻璃片的厚度以及条纹迁移的方向?4．（15分）用一个的衍射光栅观察光谱线（），求平行光垂直入射和角斜入射时，分别最多能观察到几级谱线（最多能观察到的谱线级对应衍射角为）？5．（10分）KDP晶体的两个主折射率为，，一束单色光在空气中以角入射到晶体表面，若晶体光轴与晶面平行，并垂直入射面，求晶体中双折射光线的夹角？-共2页,第2页-。

现代光学习题第一章答案现代光学习题第一章答案光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象的科学。

在现代光学的学习中，第一章通常是关于光的基本概念和光的传播方式的介绍。

本文将为读者提供现代光学学习题第一章的答案，帮助读者更好地理解和掌握光学知识。

1. 什么是光的传播方式？光的传播方式有两种：直线传播和波动传播。

直线传播是指光在一直线上传播，这是由于光的传播速度很快，所以在短距离上看起来是直线传播的。

波动传播是指光以波动的形式传播，这是由于光是一种电磁波，具有波动性质。

2. 什么是光的反射？光的反射是指光线从一个介质界面上发生反射现象。

当光线从一个介质射入另一个介质时，会发生折射和反射。

反射是指光线在射入介质后，以与入射角相等的角度从介质界面上反射出来。

3. 什么是光的折射？光的折射是指光线从一个介质射入另一个介质时，由于两个介质的光速不同，光线会发生偏折现象。

折射定律描述了光线在折射过程中的行为，即入射角、折射角和两个介质的折射率之间的关系。

4. 什么是光的干涉？光的干涉是指两个或多个光波相遇时，互相叠加产生干涉现象。

干涉可以分为构造干涉和破坏干涉。

构造干涉是指光波相位差为整数倍的情况下，波峰与波峰、波谷与波谷相遇，使得光强增强。

破坏干涉是指光波相位差为半整数倍的情况下，波峰与波谷相遇，使得光强减弱。

5. 什么是光的衍射？光的衍射是指光通过一个小孔或绕过一个障碍物后，发生波的弯曲现象。

衍射是光的波动性质的表现，它使得光线在通过小孔或绕过障碍物后，出现弯曲和扩散。

6. 什么是光的偏振？光的偏振是指光波在传播过程中，振动方向只在一个平面上的现象。

光的偏振可以通过偏振片进行观察和实现。

偏振光在许多应用中具有重要的作用，如液晶显示器和偏振镜等。

通过以上问题的回答，我们对现代光学学习题第一章的内容有了一定的了解。

光学作为一门重要的科学学科，对于我们的日常生活和科学研究都有着重要的意义。

希望通过本文的介绍，读者能够对光学的基本概念和光的传播方式有更深入的理解，并能够在学习中更好地应用和掌握光学知识。

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零壹壹至二零壹贰学年第一学期期末考试应用光学课程考试题A 卷( 120 分钟考试形式:闭卷考试日期2011年 12 月15日课程成绩构成:平时 30 分,期中 0 分,实验 0 分,期末 70 分一二三四五六七八九十合计复核人签名得分签名《应用光学》期末试题答案一、填空选择题(共20分,每题1分备注:题目中有选项的是选择题,无选项的为填空题。

1.在均匀各向同性线性介质中,光束的波面与传播方向相互垂直。

2.费马原理指出,光从一点传播到另一点,其间无论经过多少次折、反射,其光程为极值。

3.符号规则规定,光线与光轴的夹角是由光轴转向光线所形成的锐角度量,顺时针为正,逆时针为负。

4.单个折射球面的轴向放大率C。

A.大于1B.小于1C.恒为正D.可为负5.有一个无限远物点,经某一理想光学系统成像,则其像点必在理想光学系统的B。

A.像方焦点上B.像方焦平面上C.物方焦点处D.物方焦平面上6.理想光学系统的所有基点包括D。

A.一对主点、一对焦点B.一对焦点、一对节点C.一对节点、一对焦点D.一对主点、一对焦点和一对节点7.一副近视眼镜为200度,其适合的焦距,f为C。

A.200mmB.500mmC.-500mmD.-200mm8.唯一能成完善像的光学元件是C。

A.薄透镜B.球面反射镜C.平面反射镜D.棱镜得分………密………封………线………以………内………答………题………无………效……9.光学系统中与孔径光阑共轭的是C。

A.入射窗B.像平面C.出瞳D.出窗10.光学系统的实际像与理想像之间的差异称为像差,包括单色像差和色差两大类。

11.单正透镜产生负球差,单负透镜产生正球差,因此它们组合可以校正球差。

12.望远系统的光学结构特点是光学间隔为零。

13.评价光学系统成像质量最全面客观的方法是C。

A.瑞利判断B.分辨率C.光学传递函数D.点列图14.光通量的国际度量单位是A。

光学习题及答案练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程一.选择题1. 有三种装置(1) 完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上；(2) 同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上.以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是 (A) 装置(3). (B) 装置(2). (C) 装置(1)(3). (D) 装置(2)(3).2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝.(B) 把两个缝的宽度稍微调窄. (C) 使两缝的间距变小. (D) 改用波长较小的单色光源.3. 如图22.1所示,设s 1、s 2为两相干光源发出波长为λ的单色光,分别通过两种介质(折射率分别为n 1和n 2，且n 1>n 2)射到介质的分界面上的P 点,己知s 1P = s 2P = r ,则这两条光的几何路程∆r ,光程差δ 和相位差∆ϕ分别为(A) ∆ r = 0 , δ = 0 , ∆ϕ = 0.(B) ∆ r = (n 1－n 2) r , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r /λ . (C) ∆ r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r /λ . (D) ∆ r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r .4. 如图22.2所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化？答:(A) 保持不变. (B) 条纹间隔增加. (C) 条纹间隔有可能增加. (D) 条纹间隔减小.5. 用白光(波长为4000Å～7600Å)垂直照射间距为a =0.25mm 的双缝,距缝50cm 处放屏幕,则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是(A) 3.6×10-4m , 3.6×10-4m . (B) 7.2×10-4m , 3.6×10-3m . (C) 7.2×10-4m , 7.2×10-4m . (D) 3.6×10-4m , 1.8×10-4m . 二.填空题图22.1图22.21. 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差∆ϕ = .2. 如图22.3所示, s 1、、s 2为双缝, s 是单色缝光源,当s 沿平行于s 1、和s 2的连线向上作微小移动时, 中央明条纹将向 移动；若s 不动,而在s 1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向 移动.3. 如图22.4所示,在劳埃镜干涉装置中，若光源s 离屏的距离为D , s 离平面镜的垂直距离为a (a 很小).则平面镜与屏交界处A 的干涉条纹应为 条纹；设入射光波长为λ，则相邻条纹中心间的距离为 . 三.计算题1. 在双缝干涉实验中,单色光源s 到两缝s 1和s 2的距离分别为l 1和l 2,并且l 1－l 2=3λ, λ为入射光的波长,双缝之间的距离为d ,双缝到屏幕的距离为D ,如图22.5,求(1) 零级明纹到屏幕中央O 点的距离； (2) 相邻明条纹间的距离.2. 双缝干涉实验装置如图22.6所示,双缝与屏之间的距离D =120cm,两缝之间的距离d =0.50mm,用波长λ=5000 Å的单色光垂直照射双缝.(1) 求原点O (零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标.(2) 如果用厚度e =1.0×10-2mm,折射率n =1.58的透明薄膜覆盖在图中的s 1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x ' .练习二十三 薄膜干涉 劈尖一.选择题1. 如图23.1 所示, 薄膜的折射率为n 2, 入射介质的折射率为n 1, 透射介质为n 3,且n 1＜n 2＜n 3, 入射光线在两介质交界面的反射光线分别为(1)和(2), 则产生半波损失的情况是(A) (1)光产生半波损失, (2)光不产生半波损失. (B) (1)光 (2)光都产生半波损失. (C) (1)光 (2)光都不产生半波损失.(D) (1)光不产生半波损失, (2)光产生半波损失.2. 波长为λ的单色光垂直入射到厚度为e 的平行膜上,如图23.2,若反射光消失,则当n 1＜n 2＜n 3时,应满足条件(1)； 当n 1＜n 2＞n 3时应满足条件(2). 条件(1),条件(2)分别是图22.4图23.1(A) (1)2ne = k λ, (2) 2ne = k λ. (B) (1)2ne = k λ + λ/2, (2) 2ne = k λ+λ/2. (C) (1)2ne = k λ－λ/2, (2) 2ne = k λ. (D) (1)2ne = k λ, (2) 2ne = k λ－λ/2.3. 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7000 Å的单色平行光，从入射角为30︒角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数为(A) 27. (B) 56. (C) 40. (D) 100.4. 空气劈尖干涉实验中,(A) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变稀,从中心向两边扩展. (B) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,从两边向中心靠拢. (C) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变疏,条纹背向棱边扩展. (D) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,条纹向棱边靠拢. 5. 一束波长为λ的单色光由空气入射到折射率为n 的透明薄膜上,要使透射光得到加强,则薄膜的最小厚度应为(A) λ/2. (B) λ/2n . (C) λ/4. (D) λ/4n . 二.填空题1. 如图23.3所示,波长为λ的平行单色光垂直照射到两个劈尖上,两劈尖角分别为 θ1和θ2 ,折射率分别为n 1和n 2 ,若二者形成干涉条纹的间距相等,则θ1 , θ2 , n 1和n 2之间的关系是 .2. 一束白光垂直照射厚度为0.4μm 的玻璃片,玻璃的折射率为1.50,在反射光中看见光的波长是 ,在透射光中看到的光的波长是 .3. 空气劈尖干涉实验中,如将劈尖中充水,条纹变化的情况是 ,如将一片玻璃平行的拉开, 条纹变化的情况是 . 三.计算题1. 波长为λ的单色光垂直照射到折射率为n 2的劈尖薄膜上, n 1＜n 2＜n 3,如图23.4所示,观察反射光形成的条纹.(1) 从劈尖顶部O 开始向右数第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e 5是多少？(2) 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少？图23.21图23.4图23.32. 在折射率n =1.50的玻璃上,镀上n '=1.35的透明介质薄膜,入射光垂直于介质膜表面照射,观察反射光的干涉,发现对λ1=6000Å的光干涉相消,对λ2=7000Å的光波干涉相长,且在6000Å～7000Å之间没有别的波长的光波最大限度相消或相长的情况,求所镀介质膜的厚度.练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪 衍射现象一.选择题1. 严格地说,空气的折射率大于1,因此在牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时,干涉圆环的半径将(A) 变小. (B) 不变. (C) 变大. (D) 消失.2. 在图24.1所示三种透明材料构成的牛顿环装置中,用单色光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹,则在接触点P 处形成的圆斑为(A) 全明. (B) 全暗.(C) 右半部明,左半部暗. (D) 右半部暗,左半部明.3. 在一块平玻璃片B 上,端正地放一个顶角接近于π,但小于π的圆锥形平凸透镜A ,在A 、B 间形成空气薄层,如图24.2所示,当用单色光垂直照射平凸透镜时,从玻璃片的下面可观察到干涉条纹,其特点是(A) 中心暗的同心圆环状条纹,中心密,四周疏. (B) 中心明的同心圆环状条纹,中心疏,四周密. (C) 中心暗的同心圆环状条纹,环间距相等. (D) 中心明的同心圆环状条纹,环间距相等.4. 把观察牛顿环装置中的平凸透镜换成半径很大的半圆柱面透镜, 用单色光垂直照射半圆柱面的平凸透镜时,观察到的干涉条纹的特点是(A) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间密,两边稀. (B) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间稀,两边密. (C) 间隔相等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹. (D) 间隔相等的与圆柱面母线垂直的干涉直条纹.5. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入一个折射率为n ,厚度为d 的透明片后,这条光路的光程增加了(A) 2(n －1)d .图24.1图24.2n 2n '2图24.4(B) 2nd . (C) (n －1)d . (D) nd . 二.填空题1. 用λ = 6000 Å的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为 μm .2. 光强均为I 0 的两束相干光相遇而发生干涉时, 在相遇区域内有可能出现的最大光强是 .3. 惠更斯－菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各个面积元上，所发出的子波在观察点P 的 , 决定了P 点的合振动及光强. 三.计算题1. 图24.3所示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400cm,用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30cm .(1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA =1.00cm,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目.2. 在如图24.4所示的牛顿环装置中,把玻璃平凸透镜和平面玻璃(设玻璃折射率n 1=1.50)之间的空气(n 2=1.00)改换成水 (n '2 = 1.33 ),求第k 个暗环半径的相对改变量 (r k － r k ) / r k .练习二十五 单缝衍射 圆孔衍射 光学仪器的分辨率一.选择题1. 对杨氏双缝干涉的理解应为(A) 杨氏双缝干涉是两狭缝衍射光的干涉,因此干涉条纹的分布受单缝衍射因子的调制.(B) 杨氏双缝干涉完全是两束相干光的干涉. (C) 杨氏双缝干涉是两条单缝的衍射,无干涉. (D) 杨氏双缝干涉是双光束干涉与单缝衍射的迭加. 2. 关于半波带正确的理解是(A) 将单狭缝分成许多条带,相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差为入射光波长的1/2.(B) 将能透过单狭缝的波阵面分成许多条带, 相邻条带的对应点的衍射光到达屏上会聚点的光程差为入射光波长的1/2.(C) 将能透过单狭缝的波阵面分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.(D) 将单狭缝透光部分分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.3.波长λ = 5000 Å的单色光垂直照射到宽度a = 0.25 mm的单缝上,单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为(A) 2m.(B) 1m.(C) 0.5m.(D) 0.2m.(E) 0.1m.4. 单色光λ垂直入射到单狭缝上,对应于某一衍射角θ, 此单狭缝两边缘衍射光通过透镜到屏上会聚点A的光程差为δ = 2λ , 则(A) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A点为明点.(B) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A点为暗点.(C) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A点为明点.(D) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A点为暗点.5. 一直径为2mm的He－Ne激光束从地球上发出投射于月球表面,己知月球和地面的距离为376×103km, He－Ne激光的波长为6328Å,则月球得到的光斑直径为(A) 0.29×103m.(B) 2.9.×103 m.(C) 290×103 m.(D) 29×103 m.二.填空题1. 在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若用钠黄光（λ1≈5890 Å）照射单缝得到中央明纹的宽度为4.0mm , 则用λ2=4420 Å的蓝紫色光照射单缝得到的中央明纹宽度为.2. 波长为5000 Å～6000 Å的复合光平行地垂直照射在a=0.01mm的单狭缝上,缝后凸透镜的焦距为 1.0m,则此二波长光零级明纹的中心间隔为,一级明纹的中心间隔为.3. 己知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为6.71×10-7rad,它们发出的光波波长按5500 Å计算,要分辨出这两颗星,望远镜的口镜至少要为.三.计算题1. 用波长λ = 6328Å的平行光垂直照射单缝,缝宽a = 0.15mm,缝后用凸透镜把衍射光会聚在焦平面上,测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为1.7mm,求此透镜的焦距.2. 在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长λ1和λ2,并垂直入射于单缝上,假如λ1的第一级衍射极小与λ2的第二级衍射极小相重合,试问(1)这两种波长之间有何关系？(2)在这两种波长的光所形成的衍射图样中,是否还有其它极小相重合？练习二十二光的相干性双缝干涉一.选择题 A C C D B二.填空题1. 2π(n1-n2)e/λ.2. 下, 上.3. 暗, ∆x=Dλ/(2a) .三.计算题1.光程差δ=(l2+r2)-(l1+r1)=(l2-l1)+(r2-r1)= l2-l1+xd/D=-3λ+xd/D(1)零级明纹δ=0有x=3λD/d(2)明纹δ=±kλ=-3λ+x k d/D有x k=(3λ±kλ)D/d∆x=x k+1-x k=Dλ/d2.(1)光程差δ=r2-r1=xd/D=kλx k=kλD/d因k=5有x5=6mm(2)光程差δ=r2-(r1-e+ne)=r2-r1-(n-1)e=x'd/D-(n-1)e=kλ有x'=[kλ+(n-1)e]D/d因k=5,有x'5=19.9mm练习二十三薄膜干涉劈尖一.选择题 B C A C B二.填空题1. n1θ1= n2θ2.2. 0.48μm; 0.6μm, 0.4μm.3. 依然平行等间距直条纹,但条纹变密；依然平行等间距直条纹，条纹间距不变，但条纹平行向棱边移动.三.计算题1.(1)因n1<n2<n3，所以光程差δ=2n2e暗纹中心膜厚应满足δk=2n2e k=(2k+1)λ/2 e k=(2k+1)λ/(4n2)对于第五条暗纹，因从尖端数起第一条暗纹δ=λ/2，即 k =0，所以第五条暗纹的k =4，故e 4=9λ/(4n 2)(2)相邻明纹对应膜厚差∆e=e k +1-e k =λ/(2n 2)2．因n 1<n 2<n 3所以光程差 δ=2n 2e λ1相消干涉，有 δ=2n 2e =(2k 1+1)λ1/2 λ2相长干涉，有 δ=2n 2e =2k 2λ2/2因λ2>λ1,且中间无其他相消干涉与相长干涉，有k 1=k 2=k ，故(2k +1)λ1/2=2k λ2/2 k=λ1/[2(λ2-λ1)]=3得 e=k λ2/(2n 2)=7.78⨯10-4mm练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪一.选择题 C D D B A二.填空题 1. 0.9. 2. 4I 0 .3. 干涉(或相干叠加).三.计算题1. (1) 明环半径 r =[(2k -1)R λ/2]1/2λ=2r 2/[(2k -1)R ]=5000Å(2) (2k -1)=2r 2/(R λ)=100k =50.5故在OA 范围内可观察到50个明环（51个暗环）2. 暗环半径 2n kR λr k =2n kR λr k '=' 222n kR λn kR λn kR λr r r kk k '-='-13.6%111122222='-='-=n n n n n练习二十五 单缝 圆孔 分辨率一.选择题 A B B D C二.填空题1. 3.0mm .2. 0, 15mm.3. 1.0m.三.计算题1. 单缝衍射暗纹角坐标满足a sinθk=kλ线坐标满足x k=f tanθ≈f sinθ=f kλ/a∆x=x k-x k-1≈fλ/af≈a∆x/λ=400mm=0.4m；2.(1) 单缝衍射暗纹角坐标满足a sinθ1=λ1a sinθ2=2λ2因重合有a sinθ2=a sinθ1，所以λ1=2λ2(2) a sinθ1=k1λ1 = k12λ2 a sinθ2=k2λ2a sinθ1= a sinθ2得k2=2k1故当k2=2k1时,相应的暗纹重合光学习题及提示（西北工业大学理学院赵建林）第3章光的干涉与相干性3-1 两相干平面光波对称地斜射在记录介质表面，已知其传播方向平行于xz面，光的波长为632.8nm，记录介质位于xy平面。

1. 单色平面光波在均匀介质中传播时，与介质电磁特性有关的物理量是 C 。

A. 电矢量振幅B.频率C. 波长D.初相位2．光在折射率为n 的介质中传播了L 的距离，下列说法正确的是 C 。

A. 光在该介质中经过的光程与真空中L 距离对应的光程相等B. 光在该介质中经过的光程与真空中L/n 距离对应的光程相等C. 光在该介质中经过的光程与折射率n1的介质中nL/n1距离对应的光程相等D. 光在该介质中经过的光程与折射率n1的介质中n1L/n 距离对应的光程相等3. 已知电场振幅为0E 的线偏振光的光强为I ，一束椭圆偏振光的电场矢量可表示为()()00cos cos 4E iE t kz jE t kz ωωπ=---+，则其光强为 B 。

A ．IB ．2IC ．4ID ．2I4. 如图所示，一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布鲁斯特角i 0，则在界面2的反射光 B 。

A. 自然光B. 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面C. 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面D. 是部分偏振光5. 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。

若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（滤出红光），另一缝前放一绿色滤光片，则此时 C 。

A. 只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C. 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光D. 屏上无任何光亮6. 在如图所示的迈克尔孙干涉仪中，向后逐渐移动m 2，干涉图样的变化应是 A 。

A. 圆环由中心向外吐出，中心产生亮暗变化B. 圆环由中心向外吐出，中心始终为亮纹C. 圆环由外向中心吞入，中心产生亮暗变化D. 圆环由外向中心吞入，中心始终为亮纹7. 牛顿环中，最接近中心环的色散 B 。

A．最强B．最弱C．等于常数D．等于零9.在白光入射F-P腔形成的干涉图样中，同一级圆环中颜色从紫到红的空间位置是 B 。