大学物理光学期末考试

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

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

1.波动方程，光程、光程差、相位差

2.杨氏干涉、薄膜干涉(等倾、等厚) （重点） 3.单缝衍射、圆孔衍射（半波带、分辨本领）、光栅 4.马吕斯定律、布儒斯特定律、偏振光之间转换

1．E?E0exp[?i(?t?kz)]与E?E0exp[?i(?t?kz)]描述的是 传播的光波。 A．沿正方向 B．沿负方向 C．分别沿正和负方向 D．分别沿负和正方向

2．牛奶在自然光照射时呈白色，由此可以肯定牛奶对光的散射主要是 A．瑞利散射 B．分子散射 C．Mie 散射 D．拉曼散射

3．在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是 A．由外到里 B．由里到外 C．不变 D．随机变化 5． F-P 腔两内腔面距离h 增加时，其自由光谱范围?? A．恒定不变 B．增加 C．下降 D．=0 6．光波的能流密度正比于

A． E或H B．E2或H2 C．E2，与H无关 D． H2，与E 无关 7．光在介质中传播时，将分为o光和e光的介质属

? A．单轴晶体 B．双轴晶体 C．各向同性晶体 D．均匀媒质

8.两相干光的光强度分别为I1和I2，当他

第一章

第二章

2-2.两相干平面光波的传播方向与干涉场法线的夹角分别为?0和?R，试求干涉场上的干涉条纹间距。

2-6. 波长为0.40?m～0.76?m的可见光正入射在一块厚度为1.2×10-6 m、折射率为1.5的薄玻璃片上，试问从玻璃片反射的光中哪些波长的光最强？ 半径，结构如图所示。试证明第m个暗环的半径rm与 凹面半径R2、凸面半径R1、光波长?0之间的关系为：

2 rm?m?02-9. 利用牛顿环干涉条纹可以测定凹曲面的曲率

R1R2R2?R1。

2-14. 某光源发出波长很接近的二单色光，平均波长为 600 nm。通过间隔d = 10 mm的F-P干涉仪观察时， 看到波长为用?1的光所产生的干涉条纹正好在波长为

?2的光所产生的干涉条纹的中间，问二光波长相差多少？

2-2题用图

2-18. 在某种玻璃基片（nG = 1.6）上镀制单层增透膜，膜材料为氟化镁（n = 1.38），控制膜厚，对波长?0= 0.5?m的光在正入射时给出最小反射率。试求这个单层膜在下列条件下的反射率：

（1）波长?0= 0.5?m，入射角?0?0?；（2）波长?= 0.6?m，入射角?0?0?； （3）波长?0=

大学物理光学实验（部分）

单缝衍射

一、 实验目的

1.观察单缝衍射现象，了解衍射特点； 2.测量单缝衍射的相对光强分布。 二、 实验仪器

激光器、单缝、检流计、硅光电池等 三、 实验原理

II??

照到狭缝上的波前上每一点都起着新波源的作用，从这个波前出发，光线迭加的结果是出现平行于狭缝的明暗相间的条纹。亮条纹从中心往两侧依次是0级、1级、2级……n级亮条纹。暗条纹依次是1级、2级…..n级。

I0设光轴上的光强为 屏上与光轴夹角

1.当?2.当?? 为的一处光强为 I?Isin2?0?2 （1）

?aSin??????(2)??0(??0)时，I??I0；称为主极大或零级亮条纹。 ?m?(m??1,?2????)，即Sin??m?时，I??0，出现暗条纹。暗am?2?条纹在??的方向上。主极大两侧暗条纹之间的夹角???，其余暗条

aa纹间的间距为????a。

3.其他亮条纹的位置：

dd??Sin2??3?? ???2Sin??Cos??Sin?/???2?????Cos??Sin??0,即??tg?时，I取 极大值。

可得：? 即：???1.43?，?2.46?，?3.47????

??1.43,?2.46,?3

物理光学试题库与答案1

(须给出必要的计算过程和绘图）

1．(6分) 若波的相速为 ，A为常数，求波的群速

？

答：

2．(6分) 已知腔长为 60 厘米的 He-Ne 激光器的激活介质本身的谱线半值宽度

为 1300MHz，激活介质的折射率为 1.0，求输出激光的频谱中包含的纵模个数？ 答：

，

，L=60cm，

3．(6分) 空腔辐射器处于某一温度时， 到使其黑体辐射本领增加一倍时，

，若该辐射器的温度增高

将变为多少 ？

答： ， ， ， ，

4．(8分) 若冰洲石晶体的光轴方向为如图所示的虚线方向，用惠更斯作图法确定入射到该晶体上的一束平行光在晶体中的双折射情况？

答：双折射情况如图所示：

5．(10分)用单色平行光垂直照射菲涅耳衍射屏，衍射屏对波前作如图所示遮挡，b 是衍射屏中心到相应场点 P 处的光程，求垂直衍射屏的中心轴上此场点 P 处的光强与自由传播时的光强之比?

答：（ 1）用矢量作图法。如图： ,自由传播时， ，所以 。

（ 2）衍射屏相当于半面被遮挡，所以有 ， 。

6．(10分) 如图所示，两块 4 厘米长的透明薄玻璃平板，一边接触，另一边夹住一根圆形金属细丝，波长为 5890A 0 的钠黄光垂直照射平板，用显微镜从玻

物理光学试题库与答案1

(须给出必要的计算过程和绘图）

1．(6分) 若波的相速为 ，A为常数，求波的群速

？

答：

2．(6分) 已知腔长为 60 厘米的 He-Ne 激光器的激活介质本身的谱线半值宽度

为 1300MHz，激活介质的折射率为 1.0，求输出激光的频谱中包含的纵模个数？ 答：

，

，L=60cm，

3．(6分) 空腔辐射器处于某一温度时， 到使其黑体辐射本领增加一倍时，

，若该辐射器的温度增高

将变为多少 ？

答： ， ， ， ，

4．(8分) 若冰洲石晶体的光轴方向为如图所示的虚线方向，用惠更斯作图法确定入射到该晶体上的一束平行光在晶体中的双折射情况？

答：双折射情况如图所示：

5．(10分)用单色平行光垂直照射菲涅耳衍射屏，衍射屏对波前作如图所示遮挡，b 是衍射屏中心到相应场点 P 处的光程，求垂直衍射屏的中心轴上此场点 P 处的光强与自由传播时的光强之比?

答：（ 1）用矢量作图法。如图： ,自由传播时， ，所以 。

（ 2）衍射屏相当于半面被遮挡，所以有 ， 。

6．(10分) 如图所示，两块 4 厘米长的透明薄玻璃平板，一边接触，另一边夹住一根圆形金属细丝，波长为 5890A 0 的钠黄光垂直照射平板，用显微镜从玻

光源、光的相干性

1. 选择题 难度系数等级：1

来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于

（A）白光是由不同波长的光构成的 （B）两光源发出不同强度的光 （C）两个光源是独立的，不是相干光源 （D）不同波长的光速是不同的

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：2

有三种装置

(1) 完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光，照射到屏上；

(2) 同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上；

以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是： (A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)

[ ]

答案：（A） 难度系数等级：1

对于普通光源，下列说法正确的是：

（A）普通光源同一点发出的光是相干光 （B）两个独立的普通光源发出的光是相干光 （C）利用普通光源可以获得相干光 （D）普通光源发出的光频率相等

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：

哈尔滨工业大学2009至2010学年第一学期物理光学期末考试试题

一、填空题（每小题2分，总共20分）

1、测量不透明电介质折射率的一种方法是，用一束自然光从真空入射电介质表面，当反射

0

光为（ ）时，测得此时的反射角为60，则电介质的折射率为（ ）。 2、若光波垂直入射到折射率为n=1.33的深水，计算在水表面处的反射光和入射光强度之比为（ ）。

3、光的相干性分为（ ）相干性和（ ）相干性，它们分别用（ ）和（ ）来描述。 4、当两束相干波的振幅之比是4和0.2时，干涉条纹对比度分别是（ ）、和（ ）。 5、迈克尔逊干涉仪的可动反光镜移动了0.310mm，干涉条纹移动了1250条，则所用的单色光的波长为（ ）。

6、在夫朗禾费单缝衍射实验中，以波长为589nm的钠黄光垂直入射，若缝宽为0.1mm，则第一极小出现在（ ）弧度的方向上。 7、欲使双缝弗琅禾费衍射的中央峰内恰好含有11条干涉亮纹，则缝宽和缝间距需要满足的条件是

1

1001 光从光疏介质射入光密介质，在光密介质中 1001 A 光的传播速率变大； 1001 B 折射角比入射角大； 1001 C 光的振动频率变快； 1001 D 光的波长变小。

1002 下面有几种说法，正确的说法是 1002 A 有相同的振幅就有相同的光强； 1002 B 振幅较大者,其光强较大；

1002 C 二光波分别在水中，空气中传播，其振幅相等，但光强不等，空气中的较强； 1002 D 二光波分别在水中，空气中传播，其振幅相等，但光强不等，水中的较强。 1003 光在真空中传播速率与 1003 A 波长有关； 1003 B 频率有关；

1003 C 光源的速率有关； 1003 D 观察者的速率有关； 1003 E 与上述各因素均无关。

1013 波长为550nm 的黄光，从空气射入水中，在水中给人眼的色感为 1013 A 青蓝色； 1013 B 红色； 1013 C 黄色； 1013 D 不能判定。

1014 空气中振幅为A的光强是水中(折射率为

3 4

)振幅也为A的光强的倍数为 1014 A 1； 1014 B

3 4

； 1014 C

4 3

； 1014 D

9 16

； 1014 E

16 9

。

1024 一束白