物理光学期末考试题

物理光学期末考试题

一、填空题（30分）

1、一列沿x方向传播的余弦平面波当t?0时在x?0处具有最大值，问其初相位为 。 2、两列光波发生干涉必要的条件为： 。

3、一频率为5×1014Hz的球面波，距离1m处的振幅为5V/m，则距离波源3m处的振幅为 。 4、一束光波正入射到折射率为1.6的玻璃的表面，则S波的透射系数为 ，P波反射系数： 。

5、迈克耳逊干涉仪的反射镜M1移动0.15mm时，干涉条纹冒出了500条，则照射光波的波长为 。 6、若已知杨氏干涉实验中，两干涉小孔距离为1mm，波长为550nm光源与两相干小孔距离为20cm，则光源的许可宽度为 。

7、若衍射屏是菲涅耳波带片，该波带片对波长600nm的焦距为0.5m，波带片有10个偶数开带，波带片的直径为

8、若入设光波为右旋圆偏振光波，经λ/4波片后光波的偏振态为 9、平面光波在晶体中传播时，晶体的三个主折射率分别为nx,ny,nz ，则对于单轴晶体，主折射率应满足的条件 。

二、计算题（70分）

1、过一理想偏振片观察部分偏振光，当偏振片从最大光强方位转过60o时，光强变为原来的5／8，求

（1）此部分偏振光中线偏振光与自然光强度之比； （2）入射光的偏振度；

（3）旋转偏振片时最小透射光强与最大透射光强之比；

（4）当偏振片从最大光强方位转过45o时的透射光强与最大光强之比．

2、楔形薄层的干涉条纹可用来检验机械工厂里作为长度标准的端规。如图1，G1是待测规，G2是同一长度的标准规，T是放在两规之上的透明玻璃板。假设在波长λ=600nm的单色光色光垂直照射下，玻璃板和端规之间的楔形空气层产生干涉条纹，在10mm区域内观察到5个条纹，两端规之间的距离为50mm，问两端规的长度差。

R G1 G2 T 图1

3、 F-P标准具的间隔为0.8835mm，对于波长为589nm的光波，条纹系中心的干涉级为多少？如果照明光波包含589nm和稍大于589nm的两种光波，他们的环条纹距离为1/20条纹间距，试求未知光波的波长。

4、设计一块光栅，要求：（1）使波长为600nm的第三级谱线的衍射角小于等于300；（2）色散尽可能的大；（3）第6级谱线缺级；（4）对于波长为600nm的三级谱线能分辨0.04nm的波长差。选定光栅的参数后，问在透镜的焦面上只能看见波长600nm的几条谱线？

5、假设一束直径为1.8mm的氦氖激光（632.8nm）自地球发向月球，已知月球到地面的距离为380000km，问在月球上接收到的光斑的大小？若此激光束扩束到0.1m再射向月球，月球上接收到光斑大小？

6、利用惠更斯作图法做出如图2所示晶体中双射o光和e光的传播方向和振动方向，设晶体为负单轴晶体。

界面

光轴 光轴

7、设有一个振幅为Eo，沿x方向振动的线偏振光，先通过一透振方向与x轴成45°的偏振片，再通过一快轴沿x轴方向放置的方解石?/4波片，利用琼斯矩阵法求出射光的偏振态及强度。

第二部分（50分）

1、 我们多以点光源来讨论分波前法干涉装置，实际实验装置中常采用缝光源。问：

（1） 缝光源与点光源相比有什么好处？

（2） 缝光源的走向应该怎样使干涉条纹既清晰又明亮？ （3） 如何在实验中把钠光灯、水银灯变成缝光源？

（4） 实验室获得的缝光源上各点是完全相干的、完全不相干的、部分相干的？说明理由。 2、一束线偏振光通过透光轴与x轴夹角为-45?的偏振片后，相继通过快轴沿x轴的半波片和1/4波片、快轴与x轴夹角为45?的1/4波片后，试用琼斯矩阵计算透射光波的偏振态。

3、已知参数：光栅宽度5cm，刻线密度600条/mm；棱镜底边5cm，顶角60?，折射率1.5，色散率0.6×10-4/nm；法布里—珀罗干涉仪腔长5 cm，反射率0.99。

根据已知参数，比较光栅、棱镜、法布里—珀罗干涉仪三者的分光性能：（1）分辨本领； （2）色散本领；（3）自由光谱范围。

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