光学练习题

光学练习题参考答案（杨建会）

一、填空题

1、两光源所发出的光波能产生稳定干涉图样的条件是：（1） 、（2） 、（3） 。

2、在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为0.2mm，观察屏与两狭缝所在的平面的距离为1m，入射光波长为600nm，则相邻两明纹间的距离为： ，相邻两暗纹间的距离为 。

3、获得相干光的方法有波阵面分割法和振幅分割法，劳埃德镜实验是通过 法来获得相干光的。劈尖实验是通过 法来获得相干光的。

4、有两个偏振片，一个用作起偏器，一个用作检偏器，当它们的偏振化方向之间的夹角为30°时，一束单色自然光穿过它们，出射光强为I；当它们的偏振化方向之间的夹角为60°时，另一束单色自然光穿过它们，出射光强也为I；则两束单色自然光的强度之比 ；

5、某天文台反射式望远镜的通光孔径（直径）为2.5 米，它能分辨的双星的最小夹角为_____________________弧度(设光的有效波长?= 550 nm) (1 nm = 10-9 m)。

二、选择题

1、在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处，现将光源S向下移动到示意图中的S/位置，则（ ）

（A）中央明纹向上移动，且条纹间距增大 （B）中央明纹向上移动，且条纹间距不变 （C）中央明纹向下移动，且条纹间距增大 （D）中央明纹向下移动，且条纹间距不变

2、请从下面选出对于光程或光程差的描述是正确的选项：( ) （A）使用凸透镜或凹透镜会引起附加的光程差；

（B）对于同一波长的光，分别在空气和玻璃中传播了相同的距离L，则该光束在这两种媒质中的光程相等； （C）光程不但与光在介质中传播的路程有关，而且还与介质的折射率有关；

（D）两相干光分别通过不同的介质在空间某点相遇时，所产生的干涉情况与两者的光程差无关；

3、三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1和P3的偏振化方向相互垂直，P2和P1的偏振化方向的夹角为450，强度的为I0的自然

光入射于偏振片P1，并依次透过P1，P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为（ ）

I03III （B）0 （C）0 （D）0 168484、两束光要成为相干光，不必满足的条件是：( )

（A）

（A）频率相同； （B）振动方向相同；

（C）相位相同或相位差保持恒定； （D）两束光的光源必须在同一个地方开始振动 5、自然光是指：（ ）

（A）光源发出的光在各个方向的光矢量，没有哪个方向占优势； （B）即指线偏振光； （C）即指部分偏振光 （D）一定是混合光； 6、下列获得产生相干光的现象中不属于振幅分割法的是（ ）

（A）劈尖 （B）肥皂膜 （C）牛顿环 （D）杨氏双缝干涉 三、简答题

1、获得相干光的方法有哪两种方法？每种方法举两个例子。

2、简述两光源所发出的光波能产生稳定干涉图样的条件。

光学练习题参考答案（杨建会）

3、什么是半波损失？其产生的条件是什么？

四、计算题

1、在半导体器件生产中，为测定硅片表面的SiO2薄膜厚度，将薄膜一侧腐蚀成劈尖形状，用600nm的单色光从空气垂直照射到硅片表面，如果看到第10条暗纹恰处于N处（如图），求SiO2薄膜厚度。

N

?

SiO2 n2?1.5 Si n3?3.4 M

2、集成光学中的楔形薄膜耦合器的原理如图所示，沉积在玻璃衬底上的是氧化钽（Ta2O5） 薄膜，其楔形端从A到B厚度逐渐减小为零。为测定薄膜的厚度，用波长为632.8nm激光 的氦氖激光垂直照射，观察到薄膜楔形端共出现11条暗纹，且A处对应一条暗纹，试求 氧化钽薄膜的厚度。（Ta2O5对激光的折射率为2.21，玻璃的折射率n3?1.38）

Ta2O5 n2?2.21 玻璃 n3?1.38 ?

3、在如图所示的杨氏双缝干涉实验中，设S1，S2两缝之间的距离为d，屏到双缝的距离为D，相干光的波长为?，若在缝S2的光路上插入一块折射率为n的云母片，结果使中央明纹中心移到原来第k级明纹的位置。 （１）求云母片的厚度d1 ； （2）判断条纹移动的方向；

（3）条纹移动的距离。

4、汞弧灯发出的光通过一滤光片后照射双缝干涉装置。已知缝间距d=0.60mm，观察屏与双缝相距D=2.5m，并测得相邻明纹间距离?x?2.27mm。试计算入射光的波长，并指出属于什么颜色。

r1 P S1 S2 n r2 d1 光学练习题参考答案（杨建会）

5、一双缝实验中两缝间距为0.15mm，在1.0m远处测得第1级和第10级暗纹之间的距离为36mm。求所用单色光的波长。

6、使一束水平的氦氖激光器发出的激光（??632.8nm）垂直照射一双缝。在缝后2.0m处的墙上观察到中央明纹和第1级明纹的间隔为14cm。 （1）求两缝的间距；

（2）在中央条纹以上还能看到几条明纹？

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