光学考试试卷（附答案）

光学考试试卷（附答案）

班级 姓名 学号 成绩

题号 得分

本 题 得 分

一 二 三 四 总分 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 。

本 题 得 分

二、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分） 题号 得分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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?，则金属丝的直径为 （A）L?/d； （B）?d/L； （C）?d/2L； （D）L?/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?的入射光，增透膜的最小厚度为

（A）?/2； （B）?/4； （C）?/2n； （D）?/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?，当缝两边到屏上的P点的光程差为?/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）arcsin1.101.10； （B）arccos； （C）1.10/1.50； （D）1.50/1.10 1.501.5010．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

本 题 得 分

三、作图题：（本大题1题，10分）用作图法求出物点S的像点。

? S F H H? F?

本 题 得 分

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）

n1 O n2 R

C -2R 2．波长??500nm的单色平行光垂直投射到平面光栅上，已知光栅常数d?3.0?m，缝宽b?1.0?m，光栅后会聚透镜的焦距f?1m，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

i?300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?=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．

2L?L?，。 bb4．-R/2，-R/2n。 5．3，6；9；12；….。 6．多，少。

7．像方焦点，

f?f??1。 s?s8．?=+1，? =+1。 9．暗，半波损失。

本 题 得 分

二、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分） 题号 得分 1 D

本 题 得 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）

? S F H H? F? S?

本 题 得 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）

2 A 3 D 4 D 5 A 6 C 7 D 8 D 9 A 10 A ??20cm （3分） 1．解：S1??20cm （3分） S2???1?2?1 （2分）

2．解：（1）?l?2?f??5.46mm （3分） b?2O?（2）fHn?(n?1)f??171cm （3分）

n?n??l?

?2O2?fHn?b?14mm （2分）

3．解：（1）h?0,???2?h,?4.16 4个亮环， （2）?h?2n??h2?5004??h??625nm （3分）

1.6 暗环 （2分）

（3）条纹向中心移动，条纹数减少，间距增大 （3分）

??20cm,?1??1 （3分） 4．解：S1???30cm,?2?3 （3分） S2???6.67cm,?3??0.33,???1 倒立等大实像 （4分） S3

5．解：（1）

d

?3，0，?1，?2共5个主极大 （3分） b

j?2.52?10?6rad/nm （2）D?dcos????1.26?10?3rad

f????1.26mm （4分）

（3）?2的第2级位置0.294 m，

?1的第3级位置0.463 m，

不重叠，可以分辨 （3分）

?2O?（2）fHn?(n?1)f??171cm （3分）

n?n??l?

?2O2?fHn?b?14mm （2分）

3．解：（1）h?0,???2?h,?4.16 4个亮环， （2）?h?2n??h2?5004??h??625nm （3分）

1.6 暗环 （2分）

（3）条纹向中心移动，条纹数减少，间距增大 （3分）

??20cm,?1??1 （3分） 4．解：S1???30cm,?2?3 （3分） S2???6.67cm,?3??0.33,???1 倒立等大实像 （4分） S3

5．解：（1）

d

?3，0，?1，?2共5个主极大 （3分） b

j?2.52?10?6rad/nm （2）D?dcos????1.26?10?3rad

f????1.26mm （4分）

（3）?2的第2级位置0.294 m，

?1的第3级位置0.463 m，

不重叠，可以分辨 （3分）

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