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国
海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（首页）
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2006-2007 学年第 2 学期
试题名称 ： 光学（ B）
姓名
共 4 页第 1 页
授课教师
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专业年级
学号 分数
一、选择题 （每题 3 分，共 21 分） 1．在真空中波长为 ?的单色光，在折射率为
两点相位差为
(A) ?λ．
* *
n 的透明介质中从
A 沿某路径传播到
B，若 A、B
* *
3?，则此路径 AB 的光程为 (B) 1.5
* *
* *
n
(C) n?λ． (D) 3
?λ．
［
］
2．等倾干涉花样和牛顿环干涉花样干涉级次的分布是：
(A) (B) (C) (D)
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等倾干涉，干涉级向外递增，牛顿环干涉级向外递减； 等倾干涉，干涉级向外递减，牛顿环干涉级向外递增； 等倾干涉和牛顿环干涉级向外都是递增； 等倾干涉和牛顿环干涉级向外都是递减。
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［
］
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3．夫琅和费单缝衍射中，在第三级暗纹处，狭缝中心与边缘光线的位相差为：
（ A ） 2π （ B ） 3π （ C） 4π （ D）π
*
［ ］
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4．某人戴上光焦度为 +2D 的眼镜后， 近点矫正到眼前 25cm 处，原来的近点在眼前多少厘米 处？
（ A ） 17cm
(B)100cm
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*
(C)50cm
(D)75cm
［ ］
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5．显微镜的物镜和目镜的象方焦距分别为
（ A ） f0 很短， f e 很长； （ C） f 0 、 fe 均很长； 6．单轴晶体对
f 0 和 f e ，欲增大显微镜的放大本领，须使：
*
（ B ） f0 很长， f e 很短； （ D） f0 、 fe 很短。
*
*
*
e 光的主折射率 ne
c
［
］
， Ve 是 e 光的什么速度？
（ A ）在晶体内任意方向的传播速度
* （ B）在与晶体光轴成 45 度角方向的传播速度
线 * （ C）沿着晶体光轴方向的传播速度
* （ D ）在垂直于晶体光轴方向的传播速度
*
Ve
*
［ ］
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7．在康普顿散射中，波长的改变量： （ A ）与入射 x 射线的波长有关 （ C）与被散射的物质结构有关 二、填空题：（每题
（ B）与被散射的物质结构有关
（ D ）与散射方向有关
*
*
［
3 分，共 24 分）
1． 用波长为的单色光照射杨氏双缝，如用折射率为的透明薄片覆盖下缝，
发现原来第五条亮纹移至中央零级处，则该透明片的厚度为 ____________ 。
］
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订 *
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授课 教师
命题教师或命 题负责人签字
院系负责 人签字
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月
日
装 *
中国海洋大学命题专用纸
2006-2007 学年第 2 学期 试题名称
： 光学（ B）
共4页第 2 页
2 . 在菲涅耳园孔衍射中，入射光的强度为I 0 该点的光强为 ______________ 。
，在轴上一点 P 点恰好作出一个半波带，
3 ．将开普勒型天文望远镜倒过来可作激光扩束装置．设有一个这种类型望远镜，其物镜焦距为 30 cm ，目镜焦距为 cm，则它能使激光束（看作平行光束）的直径扩大 __________ 倍． 4．在两正交偏振片之间插入第三个偏振片，光强为 I 0 的自然光通过该系统的最大光强度
为 _______________ 。 5．画出五缝的夫琅和费衍射花样。设缝宽
为 b，相邻缝间距为 d， d=4b 。
6．已知空气中薄透镜的焦点，作出物点
P 的像。
P F /
O
F
8．作出方解石晶体内 o 光和 e 光的 波面和传播方向。
7．偏振光以布儒斯特角入射到透明介质表
明介质表面上，画出反射光和折射光的 方向及偏振态。
n i 1 ．光的干涉现象和衍p射现象有何不同？如何解释光的衍射现象？ 1 2 他的理论根据是什么？ (4 分) 2 ．简述瑞利判据。 (3 分 ) n1 n2 * * * * * * * * * * * 中国海洋大学命题专用纸 * 22006-2007 学年第 2 学期 试题名称 ： 光学（ B ） 共4页第 3页 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3 ．举例说明光的波粒二象性。((4 分 ) (4 分) 4 ．有人说：“光的强度越大，光子的能量就越大．”对吗？为什么？ 四、计算题（每题 10 分，共 40 分） 1．用波长为 500 nm (1 nm=10 - 9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形 膜上．在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边 l = cm 的 A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心． (1) 求此空气劈形膜的劈尖角 ； A 处是明条 500 (2) 改用 600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹， 纹还是暗条纹？ 2．钠黄光是由波长 1 = nm 和 2 = nm (1 nm = 10 - 9 m) 的两条谱线组成， 现在用每毫米 条缝的光栅作光谱实验（入射光垂直于光栅）． (1) 求在第一级光谱中，这两条谱线的偏转角度和它们的差； (2) 若光栅宽度为 L = 10 cm ，求在第一级光谱中波长为 600 nm 正好能分辨的两条谱 线的波长差． 中国海洋大学命题专用纸（附页3） 2006-2007 学年第 2 学期 试题名称 ： 光学（ B） 共 4 页第 4 页 3 ．会聚透镜在屏上形成清晰的比原物大二倍的实象， 透镜到象屏的距离。 4 ．在两个偏振化方向正交的偏振片P1 如图所示． 一单色自然光垂直入射于 干涉条纹．试分析说明这一现象。 已知物体到透镜的距离比透镜的焦距大 6cm ，求 、 P 2 之间平行于偏振片插入一块晶片，晶片光轴平行于晶面， P1 ，如果晶片厚度是楔形的， 则从 P2 右侧可观察到明暗相间的 2006-2007_2 光学 B 卷答案 一、选择题（每题 1． A 二、填空题（每题 1. 5×10-3mm 3 分，共 21 分） 3 分，共 24 分） 2. 4I0 3. 20 4. I 0/8 P F’ F 5. 6. n1 ● i p n1 n2 7. 三、简答题（共 15 分） 8. 1. 答：干涉是光束之间的相干叠加，这些光束是有限条，或虽然有无限多条，但是光束之间是离散的、不连续的、可数的；衍射是连续分布的无限多个点光源（次波中心）发出的光波的相干叠加。产生衍射的条件是：障碍物或（夹缝）小孔的尺寸可以与光的波长相等甚至比光的波长还要小。 （ 3 分） 无论是衍射还是干涉，光波在相遇点都是振动的叠加，都遵循惠更斯 2. 答：瑞利判据 -菲涅耳原理。（ 1 分） 大于不等式右边所 0.61 n sin ，该判据表明，当且仅当物体上两点之间的距离 、物方折射率 n 以及显微物镜的半孔径角 规定的量时，才被看作是分开的两点。这个量与入射光波长 有关。通常 n<2， sin( )<1 ，所以可分辨的距离 一般不小于 l/2 。 （ 3 分） 3. 答：光电效应，康普顿效应体现了光的粒子性和波动性。 分 ) (4 4. 答：不对，光的强度越大说明包含的光子数越多，单个光子的能量在波长确定的情况下是不变 E=h 确定， h 为普朗克常数， 的，因为光子的能量由公式 为光波频率。 （4 分） 四、计算题（每题 10 分，共 40 分） 1. 解： (1) 棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为 3 e2＝ 1 2 处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗 纹中心处，即 A 处膜厚度 e4 = 2 ＝× 10- 5 rad e4 / l 3 ∴ (2) 由上问可知 A 处膜厚为 e4＝ 3× 500 / 2 nm ＝ 750 nm 对于 ＇＝ 600 nm 的光，连同附加光程差，在 / 2l (5 分) A 处两反射光的光程差为 2e4 1 2 ，它与波长 之比为 2e4 / 1 1 1 2 3.0 ．所以 A 处是明纹 (5 分) 2. 解： (1) 应用光栅公式 (a b) sin 1 sin 1 589 500 10 6 1 = 17°′ (1 分) a b 1 (1 分) sin 2 2 589.6 500 10 6 (1 分) a b 2 = 17°′ 1 = 17°′ - 17°′ = 1′ (2) 光 的 数 (1 分) (1 分) (2 分) N L a b 100× 500 = 5 × 104 光 的第一 光 中波 = 600 nm 正好能分辨的 波 差 600 5 3. 解： 由 意 N 10 4 nm = nm (3 分) (2 分) (2 分) 2 ， s1 s ( f 1 s 解得 ( f1 6) 2 6) ( f 1 6) 1 f s’=36cm (2 分) f’=12cm, (4 分) 4. 答： 晶片光 与 的 偏振光，假定其振幅 光： 晶片厚度 P 1 的偏振化方向 角 ，如 所示． 色光通 P1 后，成 沿 N 1 N 1 方向振 A．通 晶片后，分解 振幅分 A1o 和 A 1e 的振 方向互相垂直的偏振 l ，其相位差 2 l | (no A sin cos ne ) | (2 分) 两束偏振光的光振 只有在偏振化方向 N 2 N 2 的分量得以通 P2，所以出射光振幅各 ： A2o A1o cos 其方向正好相反，所以又引入相位差 ． (3 分) ，出射的两束光振幅相等， 率相同，振 方向同在一直 上，有 定的相位差 2 l | (no ne ) | (2 分) 表 出干涉 象． 当 当 厚度 楔形的晶片来 ，通 等厚 上各 的两束光有相同的相位差． k = 1、 2、 3、⋯ = 2k ， ，得亮条 k = 1、 2、 3、⋯ = (2 k+1) ， ，得暗条 (3 分) 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容