光学考试试卷(附答案)
- 格式:doc
- 大小:111.30 KB
- 文档页数:6
物理学:工程光学考试答案(题库版)1、名词解释复消色差物镜正确答案:三条谱线之间的轴向色差经过校正的物镜。
2、问答题棱镜和光栅产生的光谱特征有何不同?正确答案:它们光谱主要区别是:(1)光栅光谱是一个均匀排列光谱,(江南博哥)棱镜光谱是一个非均匀排列的光谱。
(2)光栅光谱中个谱线排列是由紫到红(光)棱镜光谱中各谱线排列三由红到紫(光)(3)光栅光谱有级,级与级之间有重叠现象棱镜光谱没有这种现象。
光栅适用的波长范围较棱镜宽。
3、名词解释虚像点正确答案:发撒的出射同心光束的会聚点。
4、单选原子吸收线的劳伦茨变宽是基于()。
A.原子的热运动B.原子与其它种类气体粒子的碰撞C.原子与同类气体粒子的碰撞D.外部电场对原子的影响正确答案:B5、名词解释视场正确答案:物空间中,在某一距离光学系统所能接受的最大物体尺寸,此量值以角度为单位。
6、问答题同一物体经针孔或平面镜所成的像有何不同?正确答案:由反射定律可知,平面镜的物和像是关于镜面对称的。
坐标由右旋坐标系变为像的左旋坐标系,因此像和物左右互易上下并不颠倒。
即物体经平面镜生成等大、正立的虚像。
物体经针孔成像时,物点和像点之间相对与针孔对称。
右旋坐标系惊针孔所成的像仍为右旋坐标系,因此像和物上下左右都是互易的,而且像的大小与针孔到接受屏的距离有关,即物体经针孔生成倒立的实像。
7、填空题发射光谱定性分析,常以()光源激发。
正确答案:直流电弧8、填空题在进行光谱定性全分析时,狭缝宽度宜(),目的是保证有一定的(),而进行定量分析时,狭缝宽度宜(),目的是保证有一定的()。
正确答案:窄;分辨率;宽;照度9、名词解释临界角角正确答案: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。
10、名词解释波像差正确答案:当实际波面与理想波面在出瞳处相切时,两波面间的光程差就是波像差.11、问答题PLC与FBT光分路器相比有哪些优点?正确答案:与传统的采用光纤熔融拉锥工艺制作的器件相比,PLC光分路器具有工作波长宽,通道损耗均匀性体积小,工作温度范围宽,可靠性高等特点,目前是PON接入网中连接OLT和O NU并实现光信号功率分配的首选.12、填空题等离子体光源(ICP)具体有(),()等优点。
北航工程光学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光的干涉现象产生的条件是:A. 光的频率相同B. 光的相位相同C. 光的振幅相同D. 光的传播方向相同答案:AB2. 以下哪种光学元件可以改变光的传播方向?A. 透镜B. 反射镜C. 滤光片D. 光栅答案:B3. 光学系统中的像差主要包括:A. 球差B. 色差C. 像散D. 以上都是答案:D4. 光的偏振现象说明光是:A. 横波B. 纵波C. 椭圆波D. 圆波答案:A5. 以下哪种材料不是光学材料?A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 橡胶答案:D6. 光纤通信中使用的光纤是:A. 单模光纤B. 多模光纤C. 单模和多模光纤D. 以上都不是答案:C7. 激光的相干性比普通光源好,主要是因为:A. 激光的频率单一B. 激光的相位一致C. 激光的振幅一致D. 激光的强度高答案:B8. 光学系统中的景深是指:A. 物体到镜头的距离B. 镜头到成像平面的距离C. 物体到成像平面的距离D. 允许物体在一定范围内移动而成像仍然清晰的范围答案:D9. 光学成像中,物体与像之间的距离称为:A. 焦距B. 物距C. 像距D. 焦距和物距之和答案:C10. 以下哪个参数不是描述透镜光学性能的?A. 焦距B. 光圈C. 景深D. 分辨率答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 光的折射定律,也称为斯涅尔定律,其表达式为:n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2),其中n1和n2分别是光从介质1到介质2的________和________。
答案:折射率2. 光学系统中,透镜的焦距越短,其视场角越________。
答案:大3. 光学成像中,当物体距离透镜的距离大于透镜的焦距时,成像为________。
答案:实像4. 激光的产生原理是基于________效应。
答案:受激辐射5. 光纤通信中,信号的传输是通过________来实现的。
答案:光波6. 光学系统中,为了减少像差,通常采用________透镜。
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____。
《光学》练习题(2010年)一、单项选择和填空题1.将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为n 的介质中,其条纹间隔是空气中的 An1倍 B n 倍 C n 1倍 D n 倍2.在菲涅耳圆屏衍射的几何阴影中心处A永远是个亮点,其强度只与入射光强有关 B永远是个亮点,其强度随着圆屏的大小而变C有时是亮点,有时是暗点。
3.光具组的入射光瞳、有效光阑,出射光瞳之间的关系一般为 A入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。
B出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。
C入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭。
4.通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源,则这个点光源显得离观察者A 远了B 近了C 原来位置。
5.使一条不平行主轴的光线,无偏折(即传播方向不变)的通过厚透镜,满足的条件是入射光线必须通过A 光心B 物方焦点C 物方节点D 象方焦点6. 一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成,将此薄透镜放在折射率为4/3的水中。
则此透镜的焦距数值就变成原来在空气中焦距数值的:A 2 倍B 3 倍C 4 倍D 1.5/1.333倍 7. 光线由折射率为n 1的媒质入射到折射率为n 2的媒质,布儒斯特角i p 满足:A .sin i p = n 1 / n 2B 、sin i p = n 2 / n 1C 、tg i p = n 1 / n 2D 、tg i p = n 2 / n 18.用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉,当反射镜M 1移动0.1mm 时,瞄准点的干涉条纹移过了400条,那么所用波长为A 5000ÅB 4987ÅC 2500ÅD 三个数据都不对9.一波长为5000Å的单色平行光,垂直射到0.02cm 宽的狭缝上,在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为3mm ,则所用透镜的焦距为A 60mmB 60cmC 30mmD 30cm. 10. 光电效应中的红限依赖于:A 、入射光的强度B 、入射光的频率C 、金属的逸出功D 、入射光的颜色11. 用劈尖干涉检测二件的表面,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右边相邻的直线部分的连续相切,由图可见二件表面:A 、有一凹陷的槽,深为4λB 、有一凹陷的槽,深为2λC 、有一凸起的埂,高为4λD 、有一凸起的埂,高为2λ12. 随着辐射黑体温度的升高,对应于最大单色光发射本领的波长将:A 、向短波方向移动B 、向长波方向移动C 、先向短波方向,后向长短方向移动D 、先向长波方向,后向短波方向移动13.用单色光观察牛顿环,测得某一亮环直径为3mm ,在它外边第5个亮环直径为4.6mm ,用平凸透镜的凸面曲率半径为1.0m ,则此单色光的波长为A 5903 ÅB 6080 ÅC 7600 ÅD 三个数据都不对 14. 一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃,则:A 、反射光束偏振面垂直于入射面,而透射光束偏振面平行于入射面并为完全线偏振光B 、反射光束偏振面平行偏振于入射面,而透射光束是部分偏振光C 、反射光束偏振面是垂直于入射面,而透射光束是部分偏振光D 、反射光束和透射光束都是部分偏振光15. 仅用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一 4λ片,使其光轴与上述强度为最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是:A 、部分偏振光B 、椭园偏振光C 、线偏振光D 、园偏振光 16.要使金属发生光电效应,则应:A 、尽可能增大入射光的强度B 、选用波长较红限波长更短的光波为入射光C 、选用波长较红限波长更长的光波为入射光波D 、增加光照的时间; 17.下列说法正确的是A 、利用不同折射率的凸凹透镜相配,可以完全消除去球差和色差;B 、 近视眼需用凹透镜校正;C 、 扩大照相景深的方法是调大光圈;D 、 天文望远镜的作用是使遥远的星体成像在近处,使得人们能看清楚;18.将折射率n 1=1.50的有机玻璃浸没在油中。
光学期末考试试卷(3)一、填空(共20分,每空2分)1、在空气中频率为5×1014Hz 的单色光,进入某种透明介质后波长变为400nm ,则此介质的折射率为 ,光在介质内的传播速度为 。
2、设计一架5倍的望远镜,已有一块焦距为50cm 的凸透镜作为物镜,当制成开普勒型望远镜时目镜的焦距为 cm ,镜筒长为 cm 。
3、凹球面镜的曲率半径r=24厘米,它的焦距f=______ 厘米,若有一小物体放在曲率中心处,其像成在 。
4、当用曲率半径不等的一双凸薄透镜在空气中对一实物成像。
若先后使透镜两面向物(物距不变),两次成像大小 ,位置 (变或不变)。
5、尼科耳棱镜是产生一束光振动方向位于主截面的 光的器件。
6、对于一定的金属,入射光有一极限频率υo ,当入射光频率 (低或高)于这个频率时,不论光强度多大,照射时间多长,都没有光电子产生。
二、选择题(每题3分)1、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2、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 、120 3、对应于л/2位相差的光程差是( )A 、λB 、λ/2C 、λ/4D 、2λ 4、、在弗朗和费单缝衍射中,如果使缝宽b 增大,则中央明纹的宽度将( )A. 变窄B. 变宽C. 不变D. 和缝宽相等 5、波长为λ的单色光垂直投射于缝宽为b ,总缝数为N ,光栅常数为d 的光栅上,其光栅方程为( )A 、λθk b =sinB 、()λθk b d =-sinC 、λθj d =sinD 、λθj Nd =sin 6、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7、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 、700nm8、有两列频率相同的光波在空间相遇叠加后,若产生干涉,应具备的条件是( )。
1001 光从光疏介质射入光密介质,在光密介质中1001 A 光的传播速率变大;1001 B 折射角比入射角大;1001 C 光的振动频率变快;1001 D 光的波长变小。
1002 下面有几种说法,正确的说法是1002 A 有相同的振幅就有相同的光强;1002 B 振幅较大者,其光强较大;1002 C 二光波分别在水中,空气中传播,其振幅相等,但光强不等,空气中的较强;1002 D 二光波分别在水中,空气中传播,其振幅相等,但光强不等,水中的较强。
1003 光在真空中传播速率与1003 A 波长有关;1003 B 频率有关;1003 C 光源的速率有关;1003 D 观察者的速率有关;1003 E 与上述各因素均无关。
1013 波长为550nm 的黄光,从空气射入水中,在水中给人眼的色感为1013 A 青蓝色;1013 B 红色;1013 C 黄色;1013 D 不能判定。
1014 空气中振幅为A的光强是水中(折射率为34)振幅也为A的光强的倍数为1014 A 1;1014 B34;1014 C43;1014 D916;1014 E169。
1024 一束白光从空气射入玻璃,当光在玻璃中传播时,下列说法正确的是:1024 A 紫光的速率比红光小;1024 B 红光的频率比紫光大;1024 C 在玻璃中红光的偏向角比紫光小;1024 D 不同色光在玻璃中的波长与各自在真空中波长的比值也不同。
1030 可见光的波长范围在__________之间相应的频率范围是___1030 ______Hz。
1031 真空中波长为l 的单色光射入折射率为n 的介质中,该光在这介质中的频率为1031 ______,波长为_____,光速为_____。
1046 太阳与地球之间的距离为km 8 10 5 . 1 ⨯ ,光由太阳到达地球所需要的时间为__ 1046 __________________秒。
1050 钠黄光的频率为Hz 14 10 1 . 5 ⨯ ,它以0 45 入射角由空气射入玻璃后,折射角为1050 0 30 ,问该光在玻璃中的传播速率和波长各为多少?相对空气中的波长改变了1050 多少?1005 在下列几种说法中,正确的说法是:1005 A 相等光程的几何距离必然相等;1005 B 光行进相同的光程,经历的时间必然相等;1005 C 几何距离大的,其光程必然较大;1005 D 相同的光程必然有相同的对应的真空距离。
光学方向综合考试试卷含答案(A卷)一、填空题(共15分,每空1分)1、LED的自发性的发光是由( 电子 )和( 空穴 )复合而产生的;2、获得白光LED的两个途径:( 荧光粉转换白光LED)和(多芯片混合发出白光);3、常规照明灯具的布置可分为( 单侧布置 )、( 双侧交错布置 )、( 双侧对称布置 )、( 中心对称布置 )和( 横向悬索布置 )等五种基本方式;4、光是电磁波的一种,人的肉眼能见到的光的范围是( 380 )nm到( 760 )nm.5、LED的英文全名( light emitting diode )6、大功率LED光源散热基板包括( 金属基散热 )与( 陶瓷散热基板 )两种7、不为专门目的设计的灯具称为( 通用 )灯具。
二、选择题(共15分,每题3分)1、二次光学设计目前主要分为( A )、( B )以及( C )等几种方式A、散射式B、聚光式C、两者混合式D、全反射式2、灯具出口平均亮度≤20×103cd/m2,直接眩光限制等级为Ⅱ级,直接开敞型灯具的最小遮光角应为( A )。
A. 10°B. 15°C. 20°D. 25°3、GBJ133—1990《民用建筑照明设计标准》规定,直接眩光限制质量等级可按眩光程度分为( B )。
A. 二级B. 三级C. 四级D. 五级4、GB 50034—1992《工业企业照明设计标准》中,工作场所作业面上的照度标准值按(B )确定。
A. 工作要求B. 视觉作业特性及分级C. 甲方要求D. 视觉作业特性。
9、相同发光效率的白炽灯和LED灯,在点亮的情况下,LED灯要比白炽灯节能( D )A:30% B:50% C:70% D:80%10、LED作为汽车的刹车灯是因为 ( C )A:体积小 B:色彩鲜艳 C:反应速度快 D:省电11、以下哪种不是发光二极管的优点 ( B )A:体积小 B:色彩丰富 C:节能 D:单颗亮度高三、判断题(共10分,每题1分)1、眼睛肿的杆状细胞不能区别颜色;( √ )2、人们工作状态不受照明条件的影响;( × )3、玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物;( √ )4、目前大功率LED 多采用表贴(SMT)的封装结构;( √ )5、N 型半导体则是掺杂了施主杂质的半导体材料;( √ )6、LED用的都是间接帯隙材料;( × )7、添加反光杯能从根本上解决折射式LED聚光效率低的问题;( × )8、色温越偏蓝,色温越高(冷),偏红则色温越低(暖);( √ )9、在CIE图中,x代表蓝色,y代表绿色,z代表红色,且x+y+z=1。
高三物理光学试题答案及解析1.下列说法正确的是A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说。
B.在地球上如果测到来自遥远星系上的元素发出的光波波长变长,说明该星系在离我们远去C.当波源或者接受者相对于介质运动时,接受者往往会发现波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应。
D.考虑相对论效应,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小【答案】BCD【解析】略2.如图所示,有两束颜色相同的、间距为的平行细光束以相同的入射角射到成角的平行玻璃砖上表面,则从玻璃砖下表面射出的光线:A.成为会聚光束B.成为发散光束C.仍是平行光,但宽度大于D.仍是平行光,但宽度小于【答案】D【解析】入射光线经过平行玻璃砖,出射光线传播方向不改变,所以从玻璃砖下表面射出的光线仍是平行光,但是由于光从空气进入玻璃折射角小于入射角,所以出射点向内偏折,致使出射光线宽度小于d故选D3.如图所示,用折射率n=的玻璃做成一个外径为R的半球形空心球壳。
一束与平行的平行光射向此半球的外表面,若让一个半径为的圆形遮光板的圆心过轴,并且垂直该轴放置。
则球壳内部恰好没有光线射入。
求:(1)临界光线射入球壳时的入射角θ1和折射角θ2(2)球壳的内径【答案】(1)(2)【解析】:(1)由题图和几何知识由折射率的定义式,联立解出,(2)对临界光线,在题图△oab中,由正弦定理:联立解出.【考点】考查了光的折射4.如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,A=30。
它对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2。
在距AC边d2处有一与AC平行的光屏。
现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边上的P点射入棱镜,其中PA的长度为d1。
①为了使紫光能从AC面射出棱镜,n2应满足什么条件?②若两种光都能从AC面射出,求两种光从P点到传播到光屏MN上的时间差。
【答案】①n2<2;②【解析】①由题意可知临界角为:C>30°而联立解得:n2<2②两种光在棱镜中的路程相同,均为:x=d1tan30°两种光在棱镜中传播的时间差为:红光在棱镜AC面上发生折射时有:紫光在棱镜AC面上发生折射时有:两种光在空气中传播的时间差为:因而两种光传播的时间差为:△t=△t1+△t2=【考点】光的折射定律.5.如图所示,宽为a的平行光束从空气斜射到平行玻璃砖上表面,入射角为60°,光束中包含两种波长的光,玻璃砖对这两种光的折射率分别为n1=,n2=,光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束,求玻璃砖的厚度d为多少? (已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,结果可用根式表示).【解析】光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束,,即光线1最右侧恰与光线2最左侧交于一点。
现代光学基础试卷及答案东 南 大 学 考 试 卷(A 卷)课程名称 现代光学基础 考试学期 10-11-2 得分 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. 将折射率为1.50的有机玻璃浸没在油中,油的折射率为1.10,试问光线从有机玻璃射向有机玻璃与油的界面时全反射临界角是( A )A、arcsin(1.10/1.50);B、1.10/1.50;C、arctan(1.10/1.50);D、arccos(1.10/1.50);E、arctan(1.50/1.10)。
2. 杨氏实验装置中,光源的波长为600nm,两狭缝的间距为2mm,试问在离缝300cm处的光屏上观察到干涉花样的间距是多少毫米( B )A、4.5mm;B、0.9mm;C、3.1mm;D、4.1mm;E、5.2mm。
3.在下列光的实验中,正确的说法是:( A )A、法布里-珀罗干涉仪是多光束干涉仪;B、迈克耳逊干涉仪是分波面干涉仪;C、夫琅禾费衍射是一种近场衍射;D、杨氏双缝干涉是分振幅干涉仪。
4. 一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜左边12cm处,将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一个透镜右侧30 cm处,最后成像的性质是:( E )A、倒立的实像;B、放大的虚像;C、放大的实像;D、缩小的虚像;E、成像于无穷远处。
5. 假定汽车车灯的波长是500nm的绿光,汽车两个前车灯的间距为1.22m,人眼在夜间的瞳孔直径D=5mm,考虑光波衍射所产生的影响,人眼能区分两只汽车前灯的最大距离是多少公里( C )?A、1km;B、3km;C、10km;D、30km;E、100km。
6. 对于理想光具组基点和基面的描述,以下说法错误的是( B )A. 主点是一对共轭点;B. 焦点是一对共轭点;C. 节点是一对共轭点;D. 两主平面上的任一对等高点共轭。
7.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d的透明介质片,放入后两光路的光程差改变量为:( A )A、2(n-1)d;B、2nd;C、nd;D、(n-1)d。
考试试题纸(A卷)课程名称题号题分备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题应用光学四五六七专业班级八九十总分一二三一、选择题(每题1分,共5分)1.发生全反射现象的必要前提是:A)光线由光疏介质到光密介质传播B)光线由光密介质到光疏介质传播C)光线在均匀介质中传播D)以上情况都可能产生2.周视照相机可以拍摄大视场景物,其利用的:A)节点的性质B)主点的性质C)焦点的性质D)以上答案都正确3.在望远镜的视度调节中,为适应近视人群,应采取的是:A)使物镜远离目镜B)使目镜远离物镜C)使目镜靠近物镜D)应同时调节物镜和目镜4.棱镜系统中加入屋脊面,其作用是:A改变光轴的方向B)改变主截面内像的方向C)改变垂轴于主截面方向上像的方向D)以上都正确5.光学系统中场镜的作用是:A)改变成像光束的位置B)减小目镜的尺寸C)不改变像的成像性质D)以上都正确二、填空题(每题2分,共10分)1.显微镜中的光学筒长指的是(2.光学系统中像方顶截距是(3.用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是(4.望远系统中物镜的相对孔径是(5.棱镜的转动定理是(三、简答题(共20分)1.什么叫孔径光阑?它和入瞳和出瞳的关系是什么?(4分)2.什么叫视场光阑?它和入窗和出窗的关系是什么?(4分)3.几何像差主要包括哪几种?(4分)4.什么叫远心光路?其光路特点是什么?(4分)5.照相机中F数是什么意思?光圈指的是什么?(4分))))))四、分析作图题(共25分)1.已知正光组的F和F’,求轴上点A的像,要求用五种方法。
(8分)2.已知透镜的焦距公式为f'=nr1n−1n−1,l'H=−f'd,lH=−f'd,nrnr⎡⎤rd12(n−1)⎢n(1−1)+(n−1)⎥r2r2⎦⎣分析双凹透镜的基点位置,并画出FFL、BFL和EFL的位置。
(9分)3.判断下列系统的成像方向,并画出光路走向(8分)(a)五、计算题(共35分)(b)1.由已知f1′=50mm,f2′=−150mm的两个薄透镜组成的光学系统,对一实物成一放大4倍的实像,并且第一透镜的放大率β1=−2,试求:1.两透镜的间隔;2.物像之间的距离;3.保持物面位置不变,移动第一透镜至何处时,仍能在原像面位置得到物体的清晰像?与此相应的垂铀放大率为多大?(15分)2.已知一光学系统由三个零件组成,透镜1:f1′=−f1=100,口径D1=40;透镜2:f2′=−f2=120,口径D2=30,它和透镜1之间的距离为d1=20;光阑3口径为20mm,它和透镜2之间的距离d2=30。
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)-40cm
3.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/2d
4.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=5b
5.一双凹透镜折射率为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/f
7.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/4n
8.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)4I0/5
9.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。
四、计算题(本大题共4题,共42分)
1.一个玻璃半球的曲率半径为R ,折射率为1.5,其平面的一面渡银,将高为h 的物体放在球面顶点前2R 处,求该玻璃半球所成像的位置及性质。
(10分)
•
S F H H ' F '
2.波长500nm λ=的单色平行光垂直投射到平面光栅上,已知光栅常数 3.0d m μ=,缝宽1.0b m μ=,光栅后会聚透镜的焦距1f m =,试求:1)单缝衍射中央明纹宽度。
2)在该宽度内有几个光栅衍射主极大。
3)总共可以看到多少条谱线。
4)若将垂直入射改为入射角030i =的斜入射,衍射光谱的最高级次和可看到的光谱线总数。
(12分)
3.在平面玻璃(n=1.5)片上滴上一滴油(n '=1.6),用波长λ=500 nm 的单色光垂直照射,观察反射光的干涉图样,问(1)油滴外圈最薄的区域是亮还是暗?(2)如果油滴中心最高厚度为650 nm,能看到几个亮环?最内一个亮环所在处油层厚度是多少?(3)当油滴扩大时,干涉图样如何变化?(10分)
4.在反射光中观察某单色光所形成的牛顿环。
其第2级亮环与第3级亮环间距为1mm ,求第11和12级亮环之间的距离。
(10分)
答案
一、填空题(本大题共9题,每题2分,共18分) 1.平面反射,物和像大小相等,相对于镜面对称,等。
2.向棱边移动,不变。
3.
b L λ2,b
L λ。
4.-R/2,-R/2n 。
5.3,6;9;12;….。
6.多,少。
7.像方焦点,
1f f
s s
'+='。
8.β=+1,γ =+1。
9.暗,半波损失。
二、选择题(本大题共10题,每题3分,共30分)
三、作图题(本大题1题,8分;入射光线2分,出射光线2分,像2分,虚实线错误2分)
四、计算题(本大题共5题,分别为8分、8分、8分、10分、10分,共44分)
1.解:cm S 201
=' (3分) cm S 202
=' (3分) 121==βββ (2分)
2.解:(1)mm b
f l 46.52='
=∆λ (3分)
(2)cm f n n n n f O H
171)
1(2=''
--'=' (3分)
mm b
n f l O H
1422=''=
∆λ (2分)
3.解:(1)0,2h λ
δ==
暗环 (2分)
(2), 4.162h
h n h λ∆=='∆ 4个亮环,
2500
46251.6
h nm ⨯⨯∆== (3分)
(3)条纹向中心移动,条纹数减少,间距增大 (3分)
4.解:1,2011
-=='βcm S (3分) 3,3022
=-='βcm S (3分) 1,33.0,67.633
-=-=-='ββcm S 倒立等大实像 (4分)
5.解:(1)
3=b
d
,0,±1,±2共5个主极大 (3分) (2)nm rad d j
D /1052.2cos 6-⨯==θ
rad 31026.1-⨯=∆θ
mm f 26.1=∆'θ (4分)
(3)λ2的第2级位置0.294 m ,
λ1的第3级位置0.463 m ,
不重叠,可以分辨 (3分)。