物理光学期末考试题及答案

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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=600nm的单色平行光垂直入射到光

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=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33cm2,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=632.8nm红光的分辨本领。

4、平行的白光(波长范围为390-700nm)垂直照射到平行的双缝上,双缝相距1mm,用

一个焦距f=1m的透镜将双缝的衍射图样聚焦在屏幕上。若在屏幕上距中央白色条纹3mm处开一个小孔,在该处检查透过小孔的光,则将缺少哪些波长?

5、一块每毫米500条缝的光栅,用钠黄光正入射,观察衍射光谱。钠黄光包含两条谱线,

其波长分别为589.6nm和589.0nm。求在第二级光谱中这两条谱线互相分离的角度。

6、若菲涅耳波带片的前10个奇数半波带被遮住,其余都开放,则求中心轴上相应衍射

场点的光强与自由传播时此处光强的比值。

7、一束汞绿光以600入射到KDP晶体表面,晶体的n o=1.512,n e=1.470。设光轴与晶体

表面平行,并垂直于入射面,求晶体中o光和e光的夹角。

8、画出沃拉斯顿棱镜中双折射光线的传播方向和振动方向。(设晶体为负单轴晶体)

9、两偏振片之间插入一半波片,其快轴(光轴)与P1透振方向成380角。设波长632nm

的光垂直照射到P1,欲使透射光有最大光强,P2应如何放置?若晶体的折射率n o=1.52,n e=1.48,试计算此晶体的最小厚度。

三、光束以很小的入射角射到一块平板上(如图所示),试求相继从平板反射的两支光束

1、2和透射的两支光束1、2的相对强度。设平板的折射率n=1.5。(10分)

12

n

12

四、一束平行白光垂直投射到置于空气中的厚度均匀的折射率n=1.5的薄膜上,发现反

射光谱中出现波长为400nm和600nm的两条暗线,则求此薄膜的厚度。(10分)

h n

五、一光栅宽为50mm,缝宽为0.001mm,不透光部分为0.002mm,用波长550nm的光

垂直照明。试求:

(1)光栅常数d;

(2)能看到几级条纹?有没有缺级?

(3)若以300角入射,则屏上呈现的实际级次为多少?(10分)

六、有一方解石直角棱镜,光轴平行于直角棱,自然光垂直入射。要使出射光只有一种线偏振光,另一种被完全反射掉,则顶角应取什么范围?出射光振动方向如何?(已知n o=1.6583,n e=1.4864)(10分)

答案

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(线偏振光)时,测得此时的反射角为600,则电介质的折射率为(1.732)。

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(2%)。

3、光的相干性分为(时间)相干性和(空间)相干性,它们分别用(相干时间)和(相

干长度)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(0.47)和(0.385)。

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(496nm)。

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(5.8910-3)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(5/6

<≤)。

d a

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