现代光学基础题解指导pdf

线 名姓 封 密 号学东 南 大 学 考 试 卷（B 卷）

课程名称 现代光学基础 考试学期 06-07-2

得分

适用专业

考试形式

考试时间长度

分钟

一选择和填空题(共18题,共36分,每题二分)

1. 一束单色光经过厚度为100.0cm的水层(n=1.3)后,再穿过厚度为10.0cm的玻璃块(n=1.4),其总光程为_____________________。

2. 两相干光的振幅分别为A1和A2，当它们的振幅都增大一倍时，干涉条纹的可见度有何变化? ( )

A，增大一倍； B，减小一半； C，增大两倍； D，不变

3. 将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使反射光得到加强，薄膜的厚度最少应为( )

A，λ/4n； B，λ/2n； C，λ/4； D，λ/2。

4. 杨氏双缝实验中，如果光源向上移动，则干涉图样( )

A，向上移动； B，向下移动； C，不动； D，无法断定。

5.．用半波带法研究菲涅耳圆孔衍射时，

线 名姓 封 密 号学东 南 大 学 考 试 卷（B 卷）

课程名称 现代光学基础 考试学期 06-07-2

得分

适用专业

考试形式

考试时间长度

分钟

一选择和填空题(共18题,共36分,每题二分)

1. 一束单色光经过厚度为100.0cm的水层(n=1.3)后,再穿过厚度为10.0cm的玻璃块(n=1.4),其总光程为_____________________。

2. 两相干光的振幅分别为A1和A2，当它们的振幅都增大一倍时，干涉条纹的可见度有何变化? ( )

A，增大一倍； B，减小一半； C，增大两倍； D，不变

3. 将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使反射光得到加强，薄膜的厚度最少应为( )

A，λ/4n； B，λ/2n； C，λ/4； D，λ/2。

4. 杨氏双缝实验中，如果光源向上移动，则干涉图样( )

A，向上移动； B，向下移动； C，不动； D，无法断定。

5.．用半波带法研究菲涅耳圆孔衍射时，

波动与光学

第3章光的干涉（王风林）

3.2 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。 解：由?x?

1

Dd?得

???xd/D=0.60×10-3×2.27×10-3/2.5=5.45×10-7 m =545 nm, 绿色。

3.3 劳埃德镜干涉装置如图3.1所示，光源波长?=7.2×10-7 m，试求镜的右边缘到第一条明纹的距离。

S 2 mm 图3.1 20 cm 30 cm

解：镜的右边缘处为暗纹，暗纹与第一条明纹的距离为：

?x?1D2d??12?20?300.2?2?7.2?10?7 m?4.5?10?5 m

2

3.9移动通信发射台发出的无线电波可能直接传到手机，也可能经地面反射后传到手机，这样在有些地方可能引起相消干涉而使信号减弱。设一手机和发射机分别位于高度都是60m的高楼上，而工作频率为98MHz。要求不引起相消干涉，两楼间水平地面的最大（有限）宽度是多少？（注意无线电波在地面反射时有半波损失。）

D h

图 3

波动与光学

第4章光的衍射题解 (陈惟蓉 助教李炳忠)

4.1 有一单缝，缝宽a?0.10mm，在缝后放一焦距为50cm的汇聚透镜，用波长??546.1nm的平行光垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处中央明纹的宽度。

解：?x?2ftan?1?2fsin?1?2f?/a

?2?50?10?2?(546.1?10?9)/(0.1?10?3) ?5.46?10?3m

4.5 抽制细丝时，可用激光监控其粗细，使激光束越过细丝时所产生的衍射条纹和它通过遮光板上一条同样宽度的单缝时所产生的一样。设所用激光器为He-Ne激光器，所发激光波长为632.8nm,衍射图样承接在2.65m远的屏上。如果细丝直径要求1.37mm，屏上两侧的两个第10级极小之间的距离应是多大？

解：由衍射方程asin?k?k?，此处k=±10，所求距离为 l?2D?k?2Darcsin

ak? ?2?2.65?arcsin ?2.45?10?2m

10?632.8?101.37?10?3?9

4.7有一种利用太阳能的设想,是在3.5?104km的高空放置一块大的太阳能电池板，把它收集到的太阳能用微波形式传回地球。设所用微波波长

波动与光学

第4章光的衍射题解 (陈惟蓉 助教李炳忠)

4.1 有一单缝，缝宽a?0.10mm，在缝后放一焦距为50cm的汇聚透镜，用波长??546.1nm的平行光垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处中央明纹的宽度。

解：?x?2ftan?1?2fsin?1?2f?/a

?2?50?10?2?(546.1?10?9)/(0.1?10?3) ?5.46?10?3m

4.5 抽制细丝时，可用激光监控其粗细，使激光束越过细丝时所产生的衍射条纹和它通过遮光板上一条同样宽度的单缝时所产生的一样。设所用激光器为He-Ne激光器，所发激光波长为632.8nm,衍射图样承接在2.65m远的屏上。如果细丝直径要求1.37mm，屏上两侧的两个第10级极小之间的距离应是多大？

解：由衍射方程asin?k?k?，此处k=±10，所求距离为 l?2D?k?2Darcsin

ak? ?2?2.65?arcsin ?2.45?10?2m

10?632.8?101.37?10?3?9

4.7有一种利用太阳能的设想,是在3.5?104km的高空放置一块大的太阳能电池板，把它收集到的太阳能用微波形式传回地球。设所用微波波长

自 觉 遵 守 考名姓 场 纪 律 如 考 试 作 弊 此号 答学 卷 无 效东 南 大 学 考 试 卷（B 卷）

课程名称 现代光学基础 考试学期

10-11-2

得分

适用专业

考试形式

闭卷

考试时间长度 120分钟

题目 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 批阅人 线一、 选择和填空题(共18题,共36分, 每题二分)、

1. 玻璃的折射率为n＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为（ ）；光从玻璃射向空气时的布儒斯特角为（ ）。

2. 在双缝杨氏干涉实验中，两缝分别被折射率为n1 和n2 的透明薄膜遮盖， 封二者的厚度均为d。波长为 ? 的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差为（ ）。

3. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现（即缺级），那么此光栅每个透光缝宽度 b 和相邻两缝 密间不透光部分宽度 a 的关系为（

光学工程,力学,仪器科学,电子科学与技术

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15-1 全息照相

1948年全息照相术诞生。

全息照相的优点：可以再现物体的立体形象。

普通照相 全息照相 以干涉、衍射为基础的 无透镜摄影，记录物体 所发光波的振幅和位相 （全部光信息）

只记录物体所发 光波的振幅

全息底片没有物体的影像，而是记录了物体所发 光波的全部信息的干涉条纹。

光学工程,力学,仪器科学,电子科学与技术

一、全息照片的拍摄和再现 1、全息记录 记录物体上各点发出的光波的频率、振幅、位相

分光镜

激光器 物光和参考光在 感光胶片处相干 反射镜 叠加、感光。

反射镜

物光

参考光

振幅不同使条纹变黑程度不同， 相位不同则使条纹的密度、形状各异。

感光胶片

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相位的记录（参考光为平面波）

参考光 物光 d r O D

a

设a、b为某相邻的两条暗纹

dx

x

b

参考光在a、b两处相位相同 物光在a、b两处光程差为

dx

sin x 在底片同一处，来自物体上不同发光点的点，由于它 们的 或r不相同，与参考光形成的干涉条纹间距不同。

sin dx

r

底片上的干涉条纹间距及条纹走向反映了物体上各 发光点的位置差别。

光学工程,力学

[《光学教程》（姚启钧）]习题解答

第一章 光的干涉

1、波长为500nm的绿光投射在间距d为0.022cm的双缝上，在距离180cm处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离。若改用波长为700nm的红光投射到此双缝上，两个亮纹之间的距离为多少？算出这两种光第2级亮纹位置的距离。

解：?1?500nm ?y1?r0180?1??500?10?7?0.409cm d0.022 改用?2?700nm ?y2?r0180?2??700?10?7?0.573cm d0.022 两种光第二级亮纹位置的距离为： ?y?2?y2?2?y1?0.328cm

2、在杨氏实验装置中，光源波长为640nm，两狭缝间距为0.4mm，光屏离狭缝的距离为50cm，试求：⑴光屏上第1亮条纹和中央亮纹之间的距离；⑵若P点离中央亮纹为0.1mm问两束光在P点的相位差是多少？⑶求P点的光强度和中央点的强度之比。

解：⑴ ?y?r050???640?10?7?0.08cm d0.04⑵由光程差公式

??r2?r1?dsin??d???2?y r0???2???dy??

线 名姓 封 密 号学东 南 大 学 考 试 卷（A 卷）

课程名称 现代光学基础 考试学期 05-06-2

得分

适用专业

考试形式

考试时间长度

分钟

一选择和填空题(共12题,共32分,1→10每题二分,11→13题每空一分)

1.在真空中波长为λ的单色光，在折射率为 n 的透明介质中从Ａ沿某路径传播到Ｂ，若Ａ、Ｂ两点位相差为3?，则此路径ＡＢ的光程为( A )。 (Ａ) 1.5λ （Ｂ）1.5nλ （Ｃ）3λ （Ｄ）1.5λ/n

2.当两束相干光波的振幅比为A1/A2=1/2时，相应的干涉条纹可见度是( B ). (A)1 (B)0.8 C.0.6 D.0.39

3. 下列说法正确的是( A )

A.迈克尔逊的圆条纹是等倾条纹,牛顿环是等厚条纹 B.迈克尔逊的圆条纹是等厚条纹,牛顿环是等倾条纹 C.迈克尔逊干涉仪的圆条纹和牛顿环都是等倾条纹 D.迈克尔逊干涉仪的圆条纹和牛顿环都是等厚条纹

4.根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点Ｐ的光

自 觉 遵 守 考名姓 场 纪 律 如 考 试 作 弊 此号 答学 卷 无 效

东 南 大 学 考 试 卷（ A 卷）

课程名称 现代光学基础 考试学期

12-13-2

得分

适用专业

考试形式

闭卷

考试时间长度 120分钟

题目 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 批阅人 一．选择和填空题(共18题，共36分，每题二分)

线1．一个用折射率n=1.75的玻璃做成的凸透镜放入以下哪种介质中时, 其焦距最长 ( )

A. n=1.的空气 B. n=1.33的水 C. n=1.58的苯胺 D. n=1.45的油

2．如果你有如下四种透镜,你会选用哪二种以组成放大倍数尽量大的伽利略望远镜,以便现场观看体育比赛.( )和( )

封A. 像方焦距=5厘米的凸透镜 B. 像方焦距=10厘米的凸透镜 C. 像方焦距=1厘米的凸透镜 D. 像方焦距= －1厘米的凹透镜

3．做实验时,如果想用一单色