物理光學(xué)試題

物理光學(xué)試題姓名題號(hào)一二三四五六七八九十總分分?jǐn)?shù)一、填空題（每小題4分，總共24分）.玻璃的折射率為 n=1.5,光從空氣射向玻璃時(shí)的布儒斯特角為;光從玻璃射向空氣時(shí)的布儒斯/I角為。.如圖所示，左圖是干涉法檢查平面示意圖，右圖是得到的干涉圖樣，則干涉圖中條紋彎曲處的凹凸情況是。（填“上凸”或“下凹”）n3.如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩表面n3反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為 e,并且ni>n2>n3,i為入射光在折射率為ni的媒質(zhì)中的波長，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的位相差為。.在單縫夫瑯和費(fèi)衍射的觀測(cè)中：①令單縫在紙面內(nèi)垂直透鏡的光軸上、下移動(dòng)，屏上的衍射圖樣改變（填是“或否"）；②令光源垂直透鏡的光軸上、下移動(dòng)時(shí)，屏上的衍射圖樣改變（填是”或番”）。.在雙折射晶體內(nèi)部，頻率相同而光矢量的振動(dòng)方向不同的線偏振光。①沿光軸傳播時(shí)，它們的傳播速度是的（填相同"或不同"）；②沿垂直光軸傳播時(shí)，它們的傳播速度是的（填相同或不同”）。P振動(dòng)方向.如圖所示，當(dāng)偏振片P旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，①若I不變,則入射光是;②若I變，并且有消光現(xiàn)象，則入射光是;③若I變，但是無消光現(xiàn)象，則入射光是。P振動(dòng)方向第1頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:二、簡答題（每小題6分，總共36分）.汽車兩前燈相距1.2m,設(shè)燈光波長為F600nm,人眼瞳孔直徑為D=5mm。試問：對(duì)迎面而來的汽車，離多遠(yuǎn)能分辨出兩盞亮燈？.一束波長為壯500nm的平行光束在空氣中傳播，若在與光束垂直的方向上插入一個(gè)透明薄片，薄片厚度d=0.01mm,折射率n=1.5。試問：插入薄片后引起的光程和相位變化分別為多少？.某線偏振光在真空中的波長為入=589nm,垂直入射到方解石上，晶體的光軸與表面平行，已知方解石晶體的主折射率為n°=1.658,ne=1.486o試問：方解石晶體中尋常光和非尋常光的波長分別為多少？.光強(qiáng)為I0的自然光相繼通過偏振片P1、P2、P3后，光強(qiáng)變?yōu)镮0Z8,已知P1和P3的偏振方向互相垂直，i^可：P1和P2偏振方向的間夾角為多少？.在激光系統(tǒng)中，利用法拉第效應(yīng)制成光隔離器的原理是什么?.為什么正午的太陽基本上呈白色，而旭日和夕陽卻紅色?第2頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，原來P點(diǎn)是屏上第五級(jí)亮紋所在位置?，F(xiàn)將一玻璃片插入光源S1試題:班號(hào):姓名:、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，原來P點(diǎn)是屏上第五級(jí)亮紋所在位置?，F(xiàn)將一玻璃片插入光源S1發(fā)出的光束途中，則P點(diǎn)變?yōu)橹醒肓翖l紋的位置，求玻璃片的厚度。分）（已知:=0.6m,玻璃折射率n=1.5）（10四、波長為589.3nm的平行光以30。照射光柵，已知光柵上每毫米有 500條刻痕，并且透明和不透明的寬度相等，問最多能觀察到幾條亮條紋？（ 10分）第3頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:五、一個(gè)不透明開有直徑為 3mm的圓孔，被入=0.55m平面波正入射照明，設(shè)用一個(gè)很小的光強(qiáng)探測(cè)器沿圓孔的軸線從很遠(yuǎn)處移近， 求前兩個(gè)光強(qiáng)極大和前兩個(gè)光強(qiáng)極小所相應(yīng)的探測(cè)器位置。 （10分）六、圖示為一渥拉斯頓棱鏡的截面，它是由兩個(gè)銳角均為450的直角方解石棱鏡粘合其斜面而構(gòu)成的，棱鏡ABC的光軸平行于AB,棱鏡ADC的光軸垂直于紙面。當(dāng)自然光垂直 AB邊入射時(shí)，在ABC棱鏡中看見一束光，但是ADC棱鏡中看見兩束光，求：ADC棱鏡中分開的兩束光的夾角 ，確定e光和。光，并畫出其光矢量的振動(dòng)方向。 （已知：方解石的折射率為no=1.658,ne=1.486）（10分）答案一、填空題（每小題4分，總共24分）.56.30;33.70.上凸第4頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:3.4.5.6.4n2e/1n1否；是相同；不同自然光；線偏振光；部分偏振光、簡答題（每小題6分，總共36分）1.1.22—=1.22

D600106/° “-4 =1.4641051.201.464=8200(m)102.光程變化(n相位變化1)d(1.51)0.012試題:班號(hào):姓名:3.4.5.6.4n2e/1n1否；是相同；不同自然光；線偏振光；部分偏振光、簡答題（每小題6分，總共36分）1.1.22—=1.22

D600106/° “-4 =1.4641051.201.464=8200(m)102.光程變化(n相位變化1)d(1.51)0.012 90.0055001090.005(mm)10320713.no5891.658355(nm)4.I1I3I2ne5891.486396(nm)；I312cos212sin212sin211cosQos：22sin&sin28045.這種器件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,讓偏振片 P1與P2的450,調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度B,使從法拉第盒出來的光振動(dòng)面相于是，剛好能通過P2；但對(duì)于從后面光學(xué)系統(tǒng)（例如激光面反射回來白^光，經(jīng)P2和法拉第盒后，其光矢量與 P1垂而不能返回到光源。.正午太陽直射，穿過大氣層厚度最小。陽光中被散射磁致旋光材料P2透振方向成對(duì)Pi轉(zhuǎn)過45°。放大器等）各界直，因此被隔離掉的短波成分不太多，因此垂直透過大氣層后的太陽光基本上呈白色或略帶黃橙色。早晚的陽光斜射，穿過大氣層的厚度比正午時(shí)厚得多，被大氣散射掉的短波成分也多得多，僅剩下長波成分透過大氣到達(dá)觀察者，所以旭日和夕陽呈紅色。三、（10分）解：沒插玻璃片之前二光束的光程差為插玻璃片之后二光束的光程差為「1dnd「1dndr1dn1 0因此，玻璃片的厚度為0.5d50.5d5d10 6(^m)四、（10分）第5頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:解：由已知解：由已知,1103d 500(ab)(sin2106(m)sin300)mmin(10.恥1.7最多接收到7條譜線，但d/a=2有缺級(jí)d—m2mmam=2、4的譜線消失。因此，屏上可接收到5條譜線，分別為m=0、土1、3、5。五、（10分）解：半波帶數(shù)為奇數(shù)時(shí)，光強(qiáng)極大；半波帶數(shù)為偶數(shù)時(shí)，光強(qiáng)極小。因此強(qiáng)出現(xiàn)極大；N=2,4時(shí)光強(qiáng)出現(xiàn)極小。由于N=1,3時(shí)光因此，分別算出光強(qiáng)極大值的位置為:Si(-310)

21 32310)0.551064.09(m)「030.55106一1.36(m)3光強(qiáng)極小值的位置為:「022 (1310_ 23)2N0.5510622.05(m)；r043.210)0.5510641.025(m)六、（10分）解：對(duì)于振動(dòng)方向平行于紙面的光，在可得：ABC中為e光，在ADC為。光，由折射定律對(duì)于振動(dòng)方向垂直于紙面的光，在sin45°ne1.6581.48639.330ABC中為。光，在ADC為e光，同樣由折射定律可得:sin450在第二個(gè)棱鏡內(nèi)分開的兩束光的2

no鬻252.0900A2 112.760第6頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:一、填空題（每小題3分，總共24分）.玻璃的折射率為n=1.5,光從空氣射向玻璃時(shí)的布儒斯特角為;光從玻璃射向空氣時(shí)的布儒斯特角為。.在雙縫楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫分別被折射率為ni和n2的透明薄膜遮蓋，二者的厚度均為e。波長為 的平行單色光垂直照射到雙縫上，在屏中央處，兩束相干光的相位差為。.如圖所示，左圖是干涉法檢查平面示意圖，右圖是得到的干涉圖樣，則干涉圖中條紋彎曲處的凹凸情況是■■.在光柵光譜中，假如所有偶數(shù)級(jí)次的主極大都恰好在每縫衍射的暗紋方向上，因而實(shí)際上不出現(xiàn)（即缺級(jí)），那么此光柵每個(gè)透光縫寬度a和相鄰兩縫間不透光部分寬度b的關(guān)系為。.波長為=600nm的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=1.8X10-4cm的平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級(jí)次為。.在雙折射晶體內(nèi)部，頻率相同而光矢量的振動(dòng)方向不同的線偏振光。①沿光軸傳播時(shí),它們的傳播速度是的；②沿垂直光軸傳播時(shí)，它們的傳播速度是 的。.對(duì)于觀察屏軸上P0點(diǎn)，設(shè)光闌包含10個(gè)波帶，讓奇數(shù)波帶通光，而偶數(shù)波帶不通光，第7頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:則P0點(diǎn)的光強(qiáng)約為光闌不存在時(shí)的.光柵方程的普遍形式為二、簡答題（每小題6分，總共36分）.何謂復(fù)色波的群速度？何謂復(fù)色波的相速度？什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速度大于其相速度什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速小于其相速度？.簡述光波的相干條件.汽車兩前燈相距1.2m,設(shè)燈光波長為 =600nm,人眼瞳孔直徑為D=5mm。試問對(duì)迎面而來的汽車，離多遠(yuǎn)能分辨出兩盞亮燈？.一束線偏振光垂直于晶面射入負(fù)單軸晶體后，分解成o光和e光，傳播速度快的是光還是e光？為什么？.簡述法拉第效應(yīng)及其不可逆性。.用散射理論解釋藍(lán)天的形成緣故第8頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:三、透鏡表面通常覆蓋一層氟化鎂（MgF2）（n=1.38）透明薄膜，為的是利用干涉來降低玻璃（n=1.50）表面的反射，使波長為=632.8nm的激光毫不反射地透過。試問：覆蓋層氟化鎂至少需要多厚？（10分）MgF2入射光MgF2入射光1II 玻璃四、波長為=450nm的蘭色平面光波垂直入射到不透明的白色屏上。屏上有一個(gè)半徑為0.6mm的小孔及一個(gè)與小孔同心的環(huán)行透光圓環(huán)，環(huán)的內(nèi)半徑為0.6點(diǎn)mm、外半徑為0.6石mm。求離屏80cm共軸點(diǎn)處的光強(qiáng)是將屏撤去時(shí)的多少倍？（ 10分）第9頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:五、一束平行光垂直入射到某個(gè)光柵上，該光束有兩種波長的光，波長分別為1=440nm,2=660nm。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該兩種波長的譜線（不計(jì)中央明紋）第二次重合于衍射角=600的方向上。求此光柵的光柵常數(shù)d為多少？（10分）六、圖示為一渥拉斯頓棱鏡的截面，它是由二塊銳角均為450的直角方解石棱鏡粘合其斜面而構(gòu)成的。棱鏡ABC的光軸平行于AB,而棱鏡ADC的光軸垂直于圖截面。方解石對(duì)o光和e光的折射率分別為no=1.658,ne=1.486。當(dāng)自然光垂直AB入射時(shí)，問：（1）圖中哪一條是。光，哪一條是e光？（2）為多少？（10分）答案一、填空題（每小題4分，總共24分）.1.56.30;33.70第10頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:=2(ni-n2)e/凹a=b3相同，不同100d(sinsin)m二、簡答題（每小題6分，總共36分）.何謂復(fù)色波的群速度？何謂復(fù)色波的相速度？什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速度大于其相速度 ？什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速小于其相速度？答：復(fù)色波的相速度：等相位面的傳播速度。復(fù)色波的群速度：等振幅面的傳播速度。正常色散介質(zhì)中相速度大于群速度，反常色散介質(zhì)中相速度小于群速度。.簡述光波的相干條件。答：頻率相等，有相互平行的振動(dòng)分量，初相位差穩(wěn)定。=600nm,人眼瞳孔直徑為D=600nm,人眼瞳孔直徑為D=5mm。試問：對(duì)迎面而來6001061.22—1.226001061.22—1.22 1.46答：l亙D1.241.461048219m104.一束線偏振光垂直于晶面射入負(fù)單軸晶體后， 分解成。光和e光，傳播速度快的是。光還是e光？為什么？答：入射光方向與光軸方向平行時(shí)， o光和e光的傳播速度相同，其它情況下，傳播速度快的是 e光,因?yàn)樨?fù)單軸晶體中no>nenoneC oen.簡述法拉第效應(yīng)及其不可逆性。答：法拉第隔離器的工作原理是法拉第效應(yīng)。法拉第效應(yīng)是指在磁場(chǎng)的作用下，線偏振光的振動(dòng)面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而且旋轉(zhuǎn)方向決定于磁場(chǎng)方向，與光的傳播方向無關(guān)，即法拉第效應(yīng)具有不可逆性。.用散射理論解釋藍(lán)天的形成緣故。陽光在空氣中的散射屬于瑞利散射，瑞利散射強(qiáng)度與入射光波長的四次方成反比，即第11頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:1（）4由瑞利散射定律可以看出，在由大氣散射的太陽光中，短波長光占優(yōu)勢(shì)，例如，紅光波長（=0.72m）為紫光波長（=0.4m）的1.8倍，因此紫光散射強(qiáng)度約為紅光的 （1.8）410倍。所以，太陽散射光在大氣層內(nèi)層，藍(lán)色約成分比紅色多，使天空呈蔚藍(lán)色。三、透鏡表面通常覆蓋一層氟化鎂（MgF2）（n=1.38）透明薄膜，為的是利用干涉來降低玻璃（n=1.50）表面的反射，使波長為=632.8nm的激光毫不反射地透過。試問：覆蓋層氟化鎂至少需要多厚？（10分）解：從實(shí)際出發(fā)，可以認(rèn)為光垂直入射于透鏡表面，當(dāng)某種波長的光在氟化鎂薄膜上下表面的反射相干相消時(shí)，我們認(rèn)為該波長的光毫不反射地透過。由于n1>n2>n3,因此薄膜干涉光程差公式2n2dcos2相干相消滿足2n2dcos2（m1/2）式中2式中20,cos21,因此上式可簡化為2n2d（m1/2）計(jì)算膜最小厚度，應(yīng)取m=0,進(jìn)而克得膜最小厚度為d——4nd——4n2632.81041.381.146104mm四、波長為=450nm的蘭色平面光波垂直入射到不透明的白色屏上。 屏上有一個(gè)半徑為0.6mm的小孔及一個(gè)與小孔同心的環(huán)行透光圓環(huán)，環(huán)的內(nèi)半徑為0.6e小孔及一個(gè)與小孔同心的環(huán)行透光圓環(huán)，環(huán)的內(nèi)半徑為0.6emm、外半徑為0.6J3mm。求離屏80cm共軸點(diǎn)處的光強(qiáng)是將屏撤去時(shí)的多少倍？（ 10分）解：（1）2N21Rr。r。R對(duì)于小孔的邊緣處，其半波帶數(shù)為20.624.5104800對(duì)于圓環(huán)的內(nèi)半徑處，其半波帶數(shù)為第12頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:對(duì)于圓環(huán)的外半徑處，其半波帶數(shù)為2N「0一試題:班號(hào):姓名:對(duì)于圓環(huán)的外半徑處，其半波帶數(shù)為2N「0一20.6.2 4 24.510 80006.32 4 34.5104800P處的和振幅為2ai,而撤去屏?xí)r，P處根就題意，第一、第三波帶為開帶，第二波帶為閉帶，所以的振幅為aP處的和振幅為2ai,而撤去屏?xí)r，P處22—1611=440nm,21=440nm,2=660=60°的方向上。求此光柵的光柵常數(shù)d為多少？（10分）解：由光柵衍射主極大公式得TOC\o"1-5"\h\zdsin1 mi 1sin1 mi 1 440ml 2mldsin2 m2 2sin2 m2 2 660m2 3m2當(dāng)兩譜線重合時(shí)有 1=2,即m1g69

m2 246兩譜線第二次重合時(shí)有m14 m16m26 m24由光柵衍射主極大公式可得dsin1m11八 ，6440 m1 6 d 03048nm0 sin6001 60六、圖示為一渥拉斯頓棱鏡的截面， 它是由二塊銳角均為450的直角方解石棱鏡粘合其斜面而構(gòu)成的。棱鏡ABC的光軸平行于AB,而棱鏡ADC的光軸垂直于圖截面。方解石對(duì)。光和e光的折射率分別為n0=1.658,ne=1.486o當(dāng)自然光垂直AB入射時(shí)，問：⑴圖中哪一條是。光，哪一條是e光？（2）為多少？（3）畫出。光和e光的振動(dòng)方向。（10分）解：（1）從已知條件可得，入射角為 450,下邊晶體的o（e）光到上邊晶體時(shí)變?yōu)?e（o）光，因此根據(jù)折射定律可得第13頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:nosin450nesin450nesinnosinn試題:班號(hào):姓名:nosin450nesin450nesinnosinnosin450sine nenesin450sino一no1.6580.707~~1.4861.4860.707~~1.6580.7890.63352.1039.3052.1039.3012.80從折射角可得上邊是。光，下邊垂直與主平面，e光的振動(dòng)方向平行與o是e光，o光的振動(dòng)方向主平面。一、填空題（每小題4分，總共24分）1.56.30;33.70=2（n1-n2）e/a=b3同，不同100d（sinsin）m二、簡答題（每小題6分，總共36分）.何謂復(fù)色波的群速度？何謂復(fù)色波的相速度？什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速度大于其相速度 ？什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速小于其相速度？答：復(fù)色波的相速度：等相位面的傳播速度。復(fù)色波的群速度：等振幅面的傳播速度。正常色散介質(zhì)中相速度大于群速度，反常色散介質(zhì)中相速度小于群速度。第14頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:.簡述光波的相干條件。答：頻率相等，有相互平行的振動(dòng)分量，初相位差穩(wěn)定。.汽車兩前燈相距1.2m,設(shè)燈光波長為 =600nm,人眼瞳孔直徑為D=5mm。試問：對(duì)迎面而來的汽車，離多遠(yuǎn)能分辨出兩盞亮燈？600106 4D1.21.46104答：la8219m1.22D1.21.46104答：la8219m.一束線偏振光垂直于晶面射入負(fù)單軸晶體后， 分解成。光和e光，傳播速度快的是o光還是e光？為什么？答：入射光方向與光軸方向平行時(shí)， 。光和e光的傳播速度相同，其它情況下，傳播速度快的是 e光,因?yàn)樨?fù)單軸晶體中no>nen。neC oen.簡述法拉第效應(yīng)及其不可逆性。答：法拉第隔離器的工作原理是法拉第效應(yīng)。法拉第效應(yīng)是指在磁場(chǎng)的作用下，線偏振光的振動(dòng)面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而且旋轉(zhuǎn)方向決定于磁場(chǎng)方向，與光的傳播方向無關(guān)，即法拉第效應(yīng)具有不可逆性。.用散射理論解釋藍(lán)天的形成緣故。陽光在空氣中的散射屬于瑞利散射，瑞利散射強(qiáng)度與入射光波長的四次方成反比，即1（）4由瑞利散射定律可以看出，在由大氣散射的太陽光中，短波長光占優(yōu)勢(shì)，例如，紅光波長（=0.72m）為紫光波長（=0.4m）的1.8倍，因此紫光散射強(qiáng)度約為紅光的 （1.8）410倍。所以，太陽散射光在大氣層內(nèi)層，藍(lán)色約成分比紅色多，使天空呈蔚藍(lán)色。三、透鏡表面通常覆蓋一層氟化鎂（MgF2）（n=1.38）透明薄膜，為的是利用干涉來降低玻璃（n=1.50）表面的反射，使波長為=632.8nm的激光毫不反射地透過。試問：覆蓋層氟化鎂至少需要多厚？（10分）解：從實(shí)際出發(fā)，可以認(rèn)為光垂直入射于透鏡表面，當(dāng)某種波長的光在氟化鎂薄膜上下表面的反射相干相消時(shí)，我們認(rèn)為該波長的光毫不反射地透過。由于n1>n2>n3,因此薄膜干涉光程差公式2n2dcos2第15頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:相干相消滿足2n2dcos2(m1/2)式中2式中20,cos21,因此上式可簡化為計(jì)算膜最小厚度,2n2d(m1/2)進(jìn)而克得膜最小厚度為d——4n2632.8106 4 1.146計(jì)算膜最小厚度,2n2d(m1/2)進(jìn)而克得膜最小厚度為d——4n2632.8106 4 1.14610mm41.38四、波長為=450nm的蘭色平面光波垂直入射到不透明的白色屏上。小孔及一個(gè)與小孔同心的環(huán)行透光圓環(huán)，環(huán)的內(nèi)半徑為0.6應(yīng)mm、屏上有一個(gè)半徑為0.6mm的外半徑為0.6/3mm。求離屏80cm共軸點(diǎn)處的光強(qiáng)是將屏撤去時(shí)的多少倍？（解：（1）10分)r。2N「0對(duì)于小孔的邊緣處，其半波帶數(shù)為r。0.624.5104800對(duì)于圓環(huán)的內(nèi)半徑處，其半波帶數(shù)為0.6.224.5104800對(duì)于圓環(huán)的外半徑處，其半波帶數(shù)為2Nr2Nr。0.6324.5104800P處的和振幅為2a1，而撤去屏?xí)r，P處根就題意，第一、第三波帶為開帶，第二波帶為閉帶，所以的振幅為P處的和振幅為2a1，而撤去屏?xí)r，P處22—16121=4401=440nm,2=660=600的方向上。求此光nm。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該兩種波長的譜線（不計(jì)中央明紋）第二次重合于衍射角柵的光柵常數(shù)d為多少？（10分）第16頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:解：由光柵衍射主極大公式得dsin1dsin2當(dāng)兩譜線重合時(shí)有 1=2,即m1m2兩譜線第二次重合時(shí)有m2由光柵衍射主極大公式可得dsinmim11600六、圖示為一渥拉斯頓棱鏡的截面,m,1sinm22440ml2ml660m23m2m2440“0sin603048nm它是由二塊銳角均為450的直角方解石棱鏡粘合其斜面而構(gòu)成的。棱鏡ABC的光軸平行于AB,而棱鏡ADC的光軸垂直于圖截面。方解石對(duì) 0光和e光的折射率分別為n0=1.658,ne=1.486。當(dāng)自然光垂直AB入射時(shí)，問:（1）圖中哪一條是。光，哪一條是e光？（2）為多少？（3）畫出。光和e光的振動(dòng)方向。解：（1）從已知條件可得，入射角為 45°,據(jù)折射定律可得（10分）下邊晶體的(e)光到上邊晶體時(shí)變?yōu)閑（o）光，因此根n0sin450nesinsinnesin45n0sinsinn0sin450

ne

nesin4501.6580.7070.7891.48652.1039.30n。52.10從折射角可得上邊是。光，下邊垂直與主平面，e光的振動(dòng)方向平行與1.4860.7070.6331.65839.3012.80是e光，0光的振動(dòng)方向主平面。第17頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:答案2007A答案一、解釋下列名詞（每小題2分，總共10分）.復(fù)色波的相速度：復(fù)色波的等相位面的傳播速度。.布儒斯特角：反射光為完全線偏振光時(shí)的入射角。.光的空間相干性：光源大小對(duì)條紋可見度的影響稱為光的空間相干性。.愛里斑：圓孔衍射中，中央亮斑稱為愛里斑（愛里斑占入射在圓孔上能量的 83%）。.晶體的光軸：在晶體中，光沿某方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象，該方向稱為光軸。二、簡答題（每小題4分，總共40分）1.由于一般光學(xué)玻璃在紅外線波段不透光，所以在此波段要用錯(cuò)板（ n=4.0）作為紅外光能損失多少?線儀器的窗口。試問光垂直經(jīng)過由錯(cuò)板作的窗片時(shí)，光能損失多少?解：光在錯(cuò)板表面的能流反射率為0.362R4.01.00.364.01.0兩次總能流的反射損失為59%0.36（10.36）0.360.5959%2.把折射率n=1.40的薄膜放入邁克爾遜干涉儀的一臂中，如果由此產(chǎn)生了 7條條紋的移動(dòng)，若入射光的波長為589nm,求薄膜的厚度。解:2(n1)7589解:2(n1)75892(1.41)5154mm3.如圖所示，用白光照射厚度為d=400nm的薄膜，若膜的折射率n2=1.40,3.如圖所示，用白光照射厚度為d=400nm的薄膜，若膜的折射率n2=1.40,且n〔>n2>n3,問反射光中那些波長的光得到加強(qiáng)？解：由于n1>n2>n3,兩反射光皆無半波損失現(xiàn)象，兩反射光的光程差為令其為波長的整數(shù)倍，得到:△2dn2△2dn2m第18頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:又tm取不同的值加以討論。當(dāng)m取2時(shí)，有:n2d560nm當(dāng)m取其他值時(shí)，波長均超出可見光范圍，因此只有波長560nm的光得到放大。.在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，平凸透鏡的凸面曲率半徑 5m,透鏡半徑為10mm,在鈉光的垂直照射下（=589納米），能產(chǎn)生多少個(gè)干涉條紋？解：2 2NF510358910634.宇航員聲稱他恰能分辨在他下面100km地面上兩個(gè)黃綠點(diǎn)光源（=550nm）。若瞳孔直徑為4mm,試估算這兩個(gè)點(diǎn)光源的間距。解：設(shè)恰可分辨的兩個(gè)點(diǎn)光源的間距為1,點(diǎn)光源到宇航員距離為Lo兩個(gè)點(diǎn)光源對(duì)人眼的張角即為人眼最小分辨角，黃綠點(diǎn)光源所發(fā)波長為550nm,因此有1.22

d1001031.221.22

d1001031.2255010410316.77m.波長為589nm的黃光照在一雙縫上，在距雙縫為1m的觀察屏上，測(cè)得20個(gè)亮條紋的問距共寬2.4cm,求雙縫間的距離。解：一一一9一-4一-44.910m"" 22.410.當(dāng)單軸晶體的光軸與表面成一定角度，一束與光軸方向平行的光入射到晶體表面之內(nèi)時(shí)，他是否會(huì)發(fā)生雙折射？為什么？解：只有晶體內(nèi)部光束與光軸平行時(shí)，不發(fā)生雙折射現(xiàn)象，但是目前入射光束在晶體外邊與光軸平行，因此為了滿足折射定律，光入射到晶體表面之內(nèi)時(shí)，會(huì)發(fā)生雙折射現(xiàn)象。第19頁（共44頁）

試題： 班號(hào)： 姓名：.兩偏振片之間插入一半波片，其快軸（光軸）與Pi透振方向成380角。設(shè)波長632nm的光垂直照射到Pi,欲使透射光有最大光強(qiáng)，P2應(yīng)如何放置？為什么？解：偏振片Pi和P2的振動(dòng)方向應(yīng)火760,因?yàn)榘氩ㄆ讶肷涔獾恼駝?dòng)方向旋轉(zhuǎn)2角。.一玻璃管長3.50m,內(nèi)貯標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的某種氣體。若這種氣體在此條件下的吸收系數(shù)為0.1650/m,求透射光強(qiáng)的百分比。（忽略玻璃管表面的反射）（XP285）解：由吸收定律可得透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的百分比為0.16503.50e0.16503.50e56.1%.用光的散射現(xiàn)象簡述藍(lán)天的形成。解：藍(lán)天的形成是由瑞利散射引起的，瑞利散射中散射光強(qiáng)度與入射光波長的四次放成反比，即1lL1()4在天空中藍(lán)光的散射強(qiáng)度大于紅光，因此天空形成了藍(lán)色。.自然光從空氣到玻璃（n=1.50）以450角入射。試計(jì)算：（1）能流反射率Rs和Rp.自然光從空氣到玻璃（（2）總能流反射率R（2）總能流反射率R值。(10分)(XP119)解：（1）由折射定律可得:.n解：（1）由折射定律可得:.n〔sin1arcsin n228.10由菲涅耳公式可得:Rssin2(1 2)Rssin2(1 2)sin2(1 2)客9%Rp2rptg2(1 2)tg2(1 2)0.093 0.9%10.69（2）自然光入射時(shí)，有R(RsRp)/25%四.波長為500nm的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈尖上，在觀察反第20頁（共44頁）

試題： 班號(hào)： 姓名：射光的干涉現(xiàn)象中,距劈尖棱邊l=1.56cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心。求此空氣劈尖的劈尖角 o解：因是空氣薄膜，有ni>n2<n3,且n2=1,得2h—

2mh2mh2所以TOC\o"1-5"\h\z2h（2m1）-

2 2因?yàn)榈谝粭l暗紋對(duì)應(yīng)m=0,故第4條暗紋對(duì)應(yīng)m=3,3 3500 750nm\o"CurrentDocument"2 2空氣劈尖角為750 5 74.810rad1.5610五、在菲涅耳圓孔衍射實(shí)驗(yàn)中，圓孔半徑為 2.0mm,光源離圓孔2.0m,波長為0.5m。當(dāng)接受屏幕由很遠(yuǎn)的地方向圓孔靠近時(shí)，求：前兩次出現(xiàn)中心亮斑（強(qiáng)度極大）的位置。(10分)(XP90)解：由菲涅耳圓孔衍射半波帶公式為1R「0當(dāng)ro一時(shí)，得2N -NR2.02N -NR2.025001062.0103r。 r°rr。 r°r02.01032.02N5001062.01032.028103 8 mm mN4N4當(dāng)N=5、7時(shí)出現(xiàn)前兩次中心亮斑，因此2N2

N8o一8m第21頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:r7 2.7m74六.有一塊光柵，光柵常數(shù)d=2m,現(xiàn)含有500nm和500.01nm兩種波長的平面光波垂直照射在光柵上，若選定在第二級(jí)上進(jìn)行工作，試問該光柵將這兩條譜線分開多大角度？（10分）解：由光柵方程求出第二級(jí)干涉主極大的衍射角dsinm角色散為dd mddcosdsinm角色散為dd mddcos對(duì)雙線分開的角度為.2arcsindarcsin22103cos300250021033001.155103rad/nm_ 3 5D1.15510 0.011.15510rad七.設(shè)晶體是負(fù)單軸晶體，玻璃的折射率為n,分別繪出下列兩種情形下自然光經(jīng)過如圖所示的棱鏡后雙折射光線的傳播方向和振動(dòng)方向。 （10分）(1)n=ne(2)(1)n=ne一、解釋下列名詞（每小題2分，總共20分）1、復(fù)色波的相速度：2、復(fù)色波的群速度：第22頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:3、布儒斯特角：4、臨界角：5、光的空間相干性:6、光的時(shí)間相干性:7、愛里斑：8、瑞利判據(jù)：9、晶體的光軸：10、光的色散:二、簡答題（每小題4分，總共40分）1、如圖所示，一平面簡諧光波沿x方向傳播，波長為，設(shè)x=0點(diǎn)的相位0=0,寫出：（1）沿x軸光波的相位分布（x）；（2）沿y軸光波的相位分布（y）;（3）沿r方向光波的相位分布（r）0第23頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:2、利用布儒斯特定律，可以測(cè)定不透明電介質(zhì)的折射率。令測(cè)得釉質(zhì)的起偏角為 580,求它的折射率。3、觀察尖劈形肥皂液膜所產(chǎn)生的彩色條紋時(shí)，為什么膜的上端的光澤變暗彩色消失時(shí)預(yù)示著肥皂膜即將破裂？4、在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，平凸透鏡的凸面曲率半徑 5m,透鏡半徑為10mm,在鈉光的垂直照射下（=589納米），能產(chǎn)生多少個(gè)干涉條紋？5、在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，假定光源是單色縫光源，當(dāng)裝置作如下幾種改變時(shí)，試第24頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:簡單描述屏上的干涉條紋的位置或間距將會(huì)怎樣變化？ （1）將光源向上或向下平移；（2）將整個(gè)裝置放入水中。6、單色平面光波波長為500nm,正入射如圖所示的衍射屏上，r11mm,r2V2mm,軸上觀察點(diǎn)離衍射屏2m,計(jì)算觀察點(diǎn)出的光強(qiáng)與入射光之比。7、什么是光學(xué)儀器的像分辨本領(lǐng)？若光的衍射現(xiàn)象完全可以忽略，對(duì)理想光學(xué)系統(tǒng)成像來說，還存在分辨本領(lǐng)這個(gè)問題嗎？8、在下圖中虛線代表光軸。試根據(jù)圖中所畫的折射情況判斷晶體的正負(fù)第25頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:9、簡述在KDP晶體的線性電光效應(yīng)當(dāng)中，產(chǎn)生63的縱向運(yùn)用和橫向運(yùn)用的條件。10、云和霧為什么是白色?、光束以很小的角度入射到一塊平行平板（如圖所示），試求相繼從平板反射和透射的頭兩支光束的相對(duì)強(qiáng)度。設(shè)平板的折射率為 n=1.5o（10分）第26頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:四、在陽光照射下，沿著與肥皂膜法線成300方向觀察時(shí)，見膜呈綠色（=550nm）,設(shè)肥皂液的折射率為1.33。求：（1）膜的最小厚度；（2）沿法線方向觀察時(shí)，肥皂膜是什么顏色？（10分）五、用波長為624nm的單色光照射一光柵，已知該光柵的縫寬a=0.012mm,不透明部分b=0.029mm,縫數(shù)N=103條。試求：（1）中央峰的角寬度；（2）中央峰內(nèi)干涉主極大的數(shù)目。（10分）第27頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:六、一束鈉黃光以入射角為500入射到方解石平板上。設(shè)光軸與平板平行，并垂直于入射面（如圖所示）。問在晶體中e光和o光的夾角為多少？并畫出其振動(dòng)方向。（設(shè)no=1.658,ne=1.486）（10分）答案2008A答案一、解釋下列名詞（每小題2分，總共20分）.復(fù)色波的相速度：復(fù)色波的等相位面的傳播速度。.復(fù)色波的群速度：復(fù)色波的等振幅面的傳播速度。.布儒斯特角：反射光為完全線偏振光時(shí)的入射角。.臨界角角：光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象，產(chǎn)生全反射現(xiàn)象時(shí)的最小入射角稱為臨界角。.光的空間相干性：光源大小對(duì)條紋可見度的影響稱為光的空間相干性。.光的時(shí)間相干性：光源非單色性對(duì)條紋可見度的影響稱為光的時(shí)間相干性。.愛里斑：圓孔衍射中，中央亮斑稱為愛里斑（愛里斑占入射在圓孔上能量的 83%）。.瑞利判據(jù)：兩個(gè)等強(qiáng)度波長的亮條紋只有當(dāng)它們的合強(qiáng)度曲線中央極小值低于兩邊極大值的81%時(shí)，才能被分開。.晶體的光軸：在晶體中，光沿某方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象，該方向稱為光軸。第28頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:.光的色散：介質(zhì)中的光速（或折射率）隨光波波長變化的現(xiàn)象叫光的色散。二、簡答題（每小題4分，總共40分）1、如圖所示，一平面簡諧光波沿x方向傳播，波長為，設(shè)x=0點(diǎn)的相位0=0,寫出：（1）沿x軸光波的相位分布（x）；（2）沿y軸光波的相位分布（y）;（3）沿r方向光波的相位分布(r)0解：2冗TOC\o"1-5"\h\z(x) kx —x；(y) 0；/O、 ，、 ，c 、c 1 2 冗(r) k?r kex?r krcos ——rcos2、利用布儒斯特定律，可以測(cè)定不透明電介質(zhì)的折射率。令測(cè)得釉質(zhì)的起偏角為 580,求它的折射率。解：根據(jù)布彳斯特定律arctaniBn2,將iB58°,n11代入，可得不透明電介質(zhì)的折射n1率為n2arctan5801.60。3、觀察尖劈形肥皂液膜所產(chǎn)生的彩色條紋時(shí)，為什么膜的上端的光澤變暗彩色消失時(shí)預(yù)示著肥皂膜即將破裂？解：尖劈形肥皂膜產(chǎn)生的干涉屬于等厚干涉，具光程差2nhZ2o由于重力作用，尖劈下方的膜將變厚，上方的膜將變薄。當(dāng)膜厚h0時(shí)，Z2,此光程差滿足干涉相消，所以膜變?yōu)楹诎瞪?；?dāng)h0時(shí)，膜就裂開。這就是肥皂膜破裂前由彩色變?yōu)楹诎瞪木壒省?、在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，平凸透鏡的凸面曲率半徑 5m,透鏡半徑為10mm,在鈉光的垂直照射下（=589納米），能產(chǎn)生多少個(gè)干涉條紋？解：2rR2rR——N1025103589106 345、在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，假定光源是單色縫光源，當(dāng)裝置作如下幾種改變時(shí)，試第29頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:簡單描述屏上的干涉條紋的位置或間距將會(huì)怎樣變化？ （1）將光源向上或向下平移；（2）將整個(gè)裝置放入水中。解：（1）光源平移與條紋評(píng)議的關(guān)系為RR2d1d20當(dāng)光源項(xiàng)上移動(dòng)時(shí)，R1R2,則did2,即條紋向下平移；同理，當(dāng)光源下移時(shí)，則條紋向上平移（2）由于光源在介質(zhì)中的波長 Zn,裝置放入水中后，條紋間距為xx/n。因?yàn)閚1,所以xx,即條紋間距會(huì)變小。6、單色平面光波波長為500nm,正入射如圖所示的衍射屏上，r11mm,r2>/2mm,軸上觀察點(diǎn)離衍射屏2m,計(jì)算觀察點(diǎn)出的光強(qiáng)與入射光之比。解：衍射屏分為兩部分，12r246mm的1/4的圓孔。3ro210mm。先求半徑為1帶”數(shù)%:r11mm的3/4圓孔和已知5104mm,的3/4圓孔包含的“半2 12工 1 14 3r051042103即恰好為一個(gè)“半波帶”。令一個(gè)“半波帶”在觀察點(diǎn)的振幅為- 3 a1，則A—a1。冉求半4徑為2的1/4圓孔包含的“半波帶”數(shù)1:n222「051042103即恰好為兩個(gè)“半波帶”，故A20。所以觀察點(diǎn)的總振幅為3 3一AAA2色a192Ao4 4因此觀察點(diǎn)出的光強(qiáng)與入射光之比2I2A0 92I0 A)2 4第30頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:7、什么是光學(xué)儀器的像分辨本領(lǐng)？若光的衍射現(xiàn)象完全可以忽略，對(duì)理想光學(xué)系統(tǒng)成像來說，還存在分辨本領(lǐng)這個(gè)問題嗎?解：光學(xué)儀器的像分辨本領(lǐng)是指儀器能分辨開相鄰兩個(gè)物點(diǎn)的像的能力。對(duì)于靠的很近的兩個(gè)物點(diǎn)，儀器對(duì)所成的像還能分辨的開，我們就說它的分辨本領(lǐng)高，反之則低。如果光的衍射現(xiàn)象可以完全忽略，則點(diǎn)物就可以成點(diǎn)像，任何一個(gè)無像差的光學(xué)儀器完全可以將兩個(gè)不論靠的多近的點(diǎn)物分開。8、在下圖中虛線代表光軸。試根據(jù)圖中所畫的折射情晶體的正負(fù)。解：我們可根據(jù)e光的折射方向來判斷晶體的正負(fù)。晶體是負(fù)的，則晶體中的e光次波面是長軸垂直光軸球面。由惠更斯作圖法可知，e光向上偏折。由此可在上圖的折射情形中，晶體是負(fù)的。9、簡述在KDP晶體的線性電光效應(yīng)當(dāng)中，產(chǎn)生63的縱向運(yùn)用和橫向運(yùn)用的條件。解：63的縱向運(yùn)用中外加電場(chǎng)和光束均平行于光軸 （X3）。63的橫向運(yùn)用中外加電場(chǎng)平行于光軸（X3）,光束垂直于光軸。10、云和霧為什么是白色？解：因?yàn)榻M成云和霧的小水滴的線度接近或大于可見光波長。白光照射在這些微粒上，將發(fā)生米氏散射。而米氏散射的強(qiáng)度與光波長關(guān)系不大，故微粒的散射光呈白色。三、光束以很小的角度入射到一塊平行平板（如圖所示），試求相繼從平板反射和透射的頭兩支光束的相對(duì)強(qiáng)度。設(shè)平板的折射率為 n=1.5o（10分）解：在接近正入射的情況下，光束從空氣一平面的反射率為21.511.510.04顯然，光束從平板一空氣界面反射的反射率也第31頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:2 2R 1上 」5 0.04。設(shè)入射光束的強(qiáng)度為I,則第1支反射光束的強(qiáng)度為1n11.5IiRI0.04I第2支反射光束的強(qiáng)度為I2 (1R)R(1R)I(1R)2RI0.037I頭兩支透射光束的強(qiáng)度分別為I1 (1R)(1R)I(1R)2I(10.04)2I 0.922II2 (1R)RR(1R)I(1R)2R21(10.04)2(0.04)2I 0.0015I四、在陽光照射下，沿著與肥皂膜法線成300方向觀察時(shí)，見膜呈綠色（=550nm）,設(shè)肥皂液的折射率為1.33。求：（1）膜的最小厚度；（2）沿法線方向觀察時(shí)，肥皂膜是什么顏色？（10分）解：(1)由2h{n2n2sin2i—2、n2 n2sin2i將n1.33,將n1.33,n01,i300,550nm代入上式，并取k0,得最小厚度hm0.112106m(2)若i0,由2hg2n2sin2i萬k,得2hm.n2n2sin2i

k1/2將hm0.112106m,n1.33,n01,i0,k0代入，得595.8nm故呈黃色。五、用波長為624nm的單色光照射一光柵，已知該光柵的縫寬a=0.012mm,不透明部分b=0.029mm,縫數(shù)N=103條。試求：（1）中央峰的角寬度；（2）中央峰內(nèi)干涉主極大的數(shù)目。（10分）第32頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:解：（1）中央峰的角寬度為2 2—,將6.24104mm,a=0.012mm代入，得6.241040.012試題:班號(hào):姓名:解：（1）中央峰的角寬度為2 2—,將6.24104mm,a=0.012mm代入，得6.241040.0120.104rad（2）中央峰內(nèi)干涉主極大的數(shù)目為dn2k12 1a0.0120.029 170.012六、一束鈉黃光以入射角為500入射到方解石平板光軸與平板平行，并垂直于入射面（如圖所示）中e光和o光的夾角為多少？并畫出其振動(dòng)方向。no=1.658,ne=1.486）（10分）（設(shè)。問上。設(shè)在晶體解：因?yàn)榫w光軸垂直于入射面，當(dāng)i500時(shí),對(duì)于o光有sininosinio。將i500,no=1.658代入,得i。 27030。在垂直于光軸的方向，e光也滿足折射定律：在垂直于光軸的方向，e光也滿足折射定律：sininesinie將將i500,ne=1.486代入，得ie31°o所以，。光、e光在晶片中的夾角為ieio31027030 3030振動(dòng)方向如下圖所示。、填空題（每小題2分，總共20分）1、測(cè)量不透明電介質(zhì)折射率的一種方法是，用一束自然光從真空入射電介質(zhì)表面，當(dāng)反射光為（折射率為（）時(shí)，測(cè)得此時(shí)的反射角為面，當(dāng)反射光為（折射率為（）時(shí)，測(cè)得此時(shí)的反射角為600,則電介質(zhì)的第33頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:TOC\o"1-5"\h\z2、若光波垂直入射到折射率為n=1.33的深水，計(jì)算在水表面處的反射光和入射光強(qiáng)度之比為（ ）。3、光的相干性分為（ ）相干性和（ ）相干性，它們分別用（ ）和（ ）來描述。4、當(dāng)兩束相干波的振幅之比是4和0.2時(shí)，干涉條紋對(duì)比度分別是（ ）、和（ ）。5、邁克爾遜干涉儀的可動(dòng)反光鏡移動(dòng)了0.310mm,干涉條紋移動(dòng)了1250條，則所用的單色光的波長為（ ）。6、在夫朗禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，以波長為 589nm的鈉黃光垂直入射，若縫寬為0.1mm,則第一極小出現(xiàn)在（ ）弧度的方向上。7、欲使雙縫弗瑯禾費(fèi)衍射的中央峰內(nèi)恰好含有 11條干涉亮紋，則縫寬和縫間距需要滿足的條件是（ ）。8、一長度為10cm、每厘米有2000線的平面衍射光柵，在第一級(jí)光譜中，在波長500nm附近，能分辨出來的兩譜線波長差至少應(yīng)是（ ）nm。9、一閃耀光柵刻線數(shù)為100條/毫米，用=600nm的單色平行光垂直入射到光柵平面，若第2級(jí)光譜閃耀，閃耀角應(yīng)為多大（ ）。10、在兩個(gè)共軸平行放置的透射方向正交的理想偏振片之間，冉等分地插入一個(gè)理想的偏振片，若入射到該系統(tǒng)的平行自然光強(qiáng)為 I。，則該系統(tǒng)的透射光強(qiáng)為（ ）。二、簡答題（每小題4分，總共40分）1、寫出在yOz平面內(nèi)沿與y軸成角的r方向傳播的平面波的復(fù)振幅。2、在楊氏雙縫干涉的雙縫后面分別放置n1=1.4和n2=1.7,但厚度同為d的玻璃片后，原來的中央極大所在點(diǎn)被第5級(jí)亮條紋占據(jù)。設(shè)=480nm,求玻璃片的厚度d及條紋遷第34頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:移的方向3、已知F-P標(biāo)準(zhǔn)具的空氣間隔h=4cm,兩鏡面的反射率均為89.1%;另一反射光柵的刻線面積為33cm2,光柵常數(shù)為1200條/毫米，取其一級(jí)光譜，試比較這兩個(gè)分光元件對(duì)=632.8nm紅光的分辨本領(lǐng)。4、平行的白光（波長范圍為390-700nm）垂直照射到平行的雙縫上，雙縫相距1mm,用一個(gè)焦距f=im的透鏡將雙縫的衍射圖樣聚焦在屏幕上。若在屏幕上距中央白色條紋3mm處開一個(gè)小孔，在該處檢查透過小孔的光，則將缺少哪些波長？5、一塊每毫米500條縫的光柵，用鈉黃光正入射，觀察衍射光譜。鈉黃光包含兩條譜線,其波長分別為589.6nm和589.0nm。求在第二級(jí)光譜中這兩條譜線互相分離的角度。6、若菲涅耳波帶片的前10個(gè)奇數(shù)半波帶被遮住，其余都開放，則求中心軸上相應(yīng)衍射第35頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:場(chǎng)點(diǎn)的光強(qiáng)與自由傳播時(shí)此處光強(qiáng)的比值7、一束汞綠光以600入射到KDP晶體表面，晶體的no=1.512,ne=1.470o設(shè)光軸與晶體表面平行，并垂直于入射面，求晶體中o光和e光的夾角。8、畫出沃拉斯頓棱鏡中雙折射光線的傳播方向和振動(dòng)方向。 （設(shè)晶體為負(fù)單軸晶體）9、兩偏振片之間插入一半波片，其快軸（光軸）與Pi透振方向成380角。設(shè)波長632nm

的光垂直照射到Pi,欲使透射光有最大光強(qiáng)， P2應(yīng)如何放置？若晶體的折射率no=1.52,ne=1.48,試計(jì)算此晶體的最小厚度。第36頁（共44頁）

試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:10、冕玻璃k9對(duì)譜線435.8nm和546.1nm的折射率分另為1.52626和1.51829,試確定柯西公式中常數(shù)A和B。并計(jì)算玻璃對(duì)波長486.1nm的折射率和色散率。三、光束以很小的入射角射到一塊平板上（如圖所示），試求相繼從平板反射的兩支光束1、2和透射的兩支光束1、2的相對(duì)強(qiáng)度。設(shè)平板的折射率n=1.5。（10分）四、一束平行白光垂直投射到置于空氣中的厚度均勻的折射率 n=1.5的薄膜上，發(fā)現(xiàn)反射光譜中出現(xiàn)波長為400nm和600nm的兩條暗線，則求此薄膜的厚度。（10分）第37頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:一光柵寬為50mm,縫寬為0.001mm,不透光部分為0.002mm,用波長550nm的光垂直照明。試求：（1）光柵常數(shù)d;（2）能看到幾級(jí)條紋？有沒有缺級(jí)？（3）若以300角入射，則屏上呈現(xiàn)的實(shí)際級(jí)次為多少？（ 10分）六、有一方解石直角棱鏡，光軸平行于直角棱，自然光垂直入射。要使出射光只有一種線偏振光，另一種被完全反射掉，則頂角應(yīng)取什么范圍？出射光振動(dòng)方向如何？（已知no=1.6583,ne=1.4864）（10分）第38頁（共44頁）試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:答案一、填空題（每小題2分，總共20分）1、測(cè)量不透明電介質(zhì)折射率的一種方法是，用一束自然光從真空入射電介質(zhì)表面，當(dāng)反射光為（線偏振光）時(shí)，測(cè)得此時(shí)的反射角為 600,則電介質(zhì)的折射率為（1.732）。2、若光波垂直入射到折射率為n=1.33的深水，計(jì)算在水表面處的反射光和入射光強(qiáng)度之比為（2%）03、光的相干性分為（時(shí)間）相干性和（空間）相干性，它們分別用（相干時(shí)間）和（相干長度）來描述。4、當(dāng)兩束相干波的振幅之比是4和0.2時(shí)，干涉條紋對(duì)比度分別是（0.47）和（0.385）。5、邁克爾遜干涉儀的可動(dòng)反光鏡移動(dòng)了0.310mm,干涉條紋移動(dòng)了1250條，則所用的單色光的波長為（496nm）。6、在夫朗禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，以波長為589nm的鈉黃光垂直入射，若縫寬為0.1mm,則第一極小出現(xiàn)在（5.8910-3）弧度的方向上。7、欲使雙縫弗瑯禾費(fèi)衍射的中央峰內(nèi)恰好含有 11條干涉亮紋，則縫寬和縫間距需要滿足的條件是（5d/a6）。8、一長度為10cm、每厘米有2000線的平面衍射光柵，在第一級(jí)光譜中，在波長500nm附近，能分辨出來的兩譜線波長差至少應(yīng)是（0.025）nm。9、一閃耀光柵刻線數(shù)為100條/毫米，用=600nm的單色平行光垂直入射到光柵平面，若第2級(jí)光譜閃耀，閃耀角應(yīng)為多大（3.4503027 0.06rad）10、在兩個(gè)共軸平行放置的透射方向正交的理想偏振片之間，再等分地插入一個(gè)理想的偏振片，若入射到該系統(tǒng)的平行自然光強(qiáng)為 I。，則該系統(tǒng)的透射光強(qiáng)為（I0/8）二、簡答題（每小題4分，總共40分）1、寫出在yOz平面內(nèi)沿與y軸成角的r方向傳播的平面波的復(fù)振幅。解：該平面波波矢的三個(gè)分量分別為kx0;kvkcos;kzksin人 y z其相位分布為;(r)二k|;(r)二k|r+1二k(ycos。+zsin^)一卡第39頁（共44頁）試題： 班號(hào)： 姓名:其中，。為原點(diǎn)處的初相位。設(shè)平面波振幅大小為A,其復(fù)振幅為E(r)二Aexpi[k(ycos#*zsin。)一戟]2、在楊氏雙縫干涉的雙縫后面分別放置n1=1.4和n2=1.7,但厚度同為t的玻璃片后，原來的中央極大所在點(diǎn)被第5級(jí)亮條紋占據(jù)。設(shè)=480nm,求玻璃片的厚度t及條紋遷移的方向。解:8000nm8000nm如果n1和n2分別放置于上縫和下縫，則條紋往下移。3、已知F-P標(biāo)準(zhǔn)具的空氣間隔h=4cm,兩鏡面的反射率均為89.1%;另一反射光柵的刻線面積為33cm2,光柵常數(shù)為1200條/毫米，取其一級(jí)光譜，試比較這兩個(gè)分光元件對(duì)=632.8nm紅光的分光特性。解：F-P干涉儀的分辨本領(lǐng)為_2)；411071_2)；4110713.14)；0.891-632.811.0.891二3.441106光柵的分辨本領(lǐng)為A二mN二1X1200X：30二3.6A104故F-P干涉儀的分辨本領(lǐng)高4、平行的白光(波長范圍為390-700nm)垂直照射到平行的雙縫上，雙縫相距1mm,用一個(gè)焦距f=1m的透鏡將雙縫的衍射圖樣聚焦在屏幕上。若在屏幕上距中央白色條紋3mm處開一個(gè)小孔，在該處檢查透過小孔的光，則將缺少哪些波長?解：暗條紋滿足的條件為dsin。二(m+0dsin。二(m+0.5)10(m-0.5)第40頁(共44頁)試題:班號(hào):姓名:試題:班號(hào):姓名:代入m=4、5、6、7得=666.67nm、545.45nm461.54nm、400nm為缺少的波長。5、一塊每毫米500條縫的光柵，用鈉黃光正入射，觀察衍射光譜。鈉黃光包含兩條譜線,其波長分別為589.6nm和589.0nm。求在第二級(jí)光譜中這兩條譜線互相分離的角度。解：因?yàn)閐sinm因此22 .21 0 …4 ,2 1arcsin——arcsin—— 0.042 233 7