《光學(xué)》試卷庫參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

1、 光學(xué)試題（一）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題（每小題2.5分，共25分） 1、D 2、A 3、C 4、B 5、B 6、D 7、A 8、C 9、B 10、C 二、填空題（每小題2分，共20分） 6.0010-4 2(n-1)h 0.458 120 250 3:1 8.3% 2I0/3 1.22/D 56.1% 三、試用作圖法找像的位置和大小(5分) Q P F1 H1 H1 F1 F2 H2 H2 F2四、論述題(10分)（1） 同頻率（2） 兩光波相遇是有固定的位相差（3） 兩光波相遇點(diǎn)相同的振動分量（4） 兩光波相遇光程差不能太大，要小于光源的相干長度。（5） 兩光波相遇點(diǎn)所產(chǎn)生的振動后的

2、振幅不能太懸殊。評分標(biāo)準(zhǔn)：每小題各占據(jù)2分。如沒有論述，則酌情扣分。五 1（a）x=-20mm S=60-180=120mm （實(shí)像） （5分）（b）x=20mm x=-180mm （5分）S=60-180=240mm （虛像）2由于右邊，故沒有額外程差，而左邊發(fā)生額外程差對于右邊 兩式相減，可求得波長 對于左j級亮紋滿足 3設(shè)光柵常數(shù)為d ，可見光譜兩面三刀端波長所對應(yīng)的光柵方程為如果發(fā)生重疊是400nm的二級與760nm的一級：所以不發(fā)生重疊。而當(dāng)K1=3 K1=2時發(fā)生重疊發(fā)生重疊時，1級光譜的角寬發(fā)生重疊時，3400=2 = 600 nm所以重疊范圍 600760 nm4當(dāng)晶片引起的位

3、相差對薄些波長形成全波片時，這些波長的光將不能通過系統(tǒng)，即 的取值范圍 即917=9時 光學(xué)試題（二）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分) 1、B 2、B 3、D 4、C 5、D 6、A 7、A 8、A 9、C 10、D 二、填充題(每小題2分,共20分) 4104 840nm 3.0 2.86 亮點(diǎn) 0.6058 2.8108 小于 -2.06103 1.6 三、試用作圖法找像的位置和大小(5分) Q F F P四、論述題(10分)（1） 區(qū)別：干涉包括兩種以上因素互相影響，形成相長相消現(xiàn)象上研究相干光波之間的疊加而引起的光強(qiáng)重新分布的問題。衍射指的是傳播不符合幾何光學(xué)

4、規(guī)律的現(xiàn)象。既然衍射光線不按幾何規(guī)律傳播，那么它的光強(qiáng)必然會重新分布，由惠更斯-菲涅爾原理可知，衍射可看作是無限多個相干光波的疊加。（2） 聯(lián)系： 這又涉及到干涉的概念。因此，絕對沒有單純的干涉或衍射現(xiàn)象。它們之間是相互關(guān)聯(lián)，相互影響的。它們代表了光波性質(zhì)的兩個方面，在絕大部分顯示光的波動性的現(xiàn)象中，干涉和衍射現(xiàn)象是共有的。（3） 在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中：入射光入射到雙縫，就單縫而言，實(shí)際上 是一個衍射問題，但各次波的相干疊加又是干涉問題。而雙縫間的相干疊加是一個干涉問題。所以說，楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)是干涉和衍射的綜合問題。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）3分 （2）3分 （3）4分 如論述不清，酌情扣分。五.計(jì)算題

5、(每題10分,共40分)1 （2分） （3分）S=-7.15cm （3分）2狹縫經(jīng)對切透鏡成像后成為兩個實(shí)像狹縫 即 由于透鏡中間被切長a，相當(dāng)于狹縫相對上、下兩半透鏡下、上移動了a / 2，經(jīng)成像后兩狹縫與像相距縫寬變?yōu)?干涉條紋消失條件 3即能得到最大為第三級譜線即能得到最大為第五級的光譜線4如果劈尖某處厚度對6563 的光相當(dāng)于全波片，則不能通過2從而形成暗條紋 相鄰條紋厚差 設(shè)相鄰條紋距離 光學(xué)試題（三）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分 每小題只有一個正確答案) 1、A 2、B 3、C 4、B 5、D 6、C 7、A 8、A 9、D 10、C 二、填充題(每小題

6、2分,共20分) 1.5 1.21 -5.4 4:1 14.0 121:1 7.12110-5 25.6 6.510-15 tg-1 三、試用作圖法找到像的位置及大?。?分）QFFHHP四、論述題(10分)（1） 惠更斯原理：波面上的每一點(diǎn)都可看作一個次級擾動中心，它產(chǎn)生球面次波，這些次波的包絡(luò)面就是次一時刻的波面。（2） 惠更斯-菲涅爾原理：是光波L在空間某點(diǎn)P所產(chǎn)生的擾動，可以看作是波前S上連續(xù)分布的假想的次波源在該點(diǎn)所產(chǎn)生的相干振動的疊加。其衍射積分公式為（3） 基爾霍夫衍射積分公式 （4） 為了說明光波傳播的機(jī)理，惠更斯首先提出次波的概念，用惠更斯原理解釋簡單的光傳播問題是 較成功的。

7、為了進(jìn)一步說明光的波動性，菲涅爾在惠更斯原理的基礎(chǔ)上引進(jìn)相干疊加，發(fā)展成為惠更斯-菲涅爾原理，較成功地解釋了一些干涉衍射現(xiàn)象，但它僅僅是一個假設(shè)，存在一定的問題，后來，基爾霍夫根據(jù)標(biāo)量波波動微分方程，運(yùn)用數(shù)學(xué)中的格林定理和一些邊界條件，從理論上推導(dǎo)出基爾霍夫衍射積分公式，克服了惠更斯-菲涅爾原理中存在的問題。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）2分 （2）2分 （3）2分 （4）4分 如論述不清，酌情扣分。 五.計(jì)算題(每題10分,共40分)1（a） 得：S=9 r （3分）（b）S2 =S1- r =9 r - r = 8 r S = - S2 = - 8 r （3分）（c）S3 = -（8 r - r）=

8、- 7 r S3 = - 1.4 r （4分）23 式中K=2 譜線的半角寬為恰可分辨。4設(shè)入射第一尼科百棱鏡的光強(qiáng)為I0，從N1出射的振幅N1N2AeAeAoAo （1） （2） 光學(xué)試題（四）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分 每小題只有一個正確答案) 1、C 2、C 3、B 4、D 5、A 6、B 7、A 8、A 9、D 10、B 二、填充題(每小題2分,共20分) 極小值 小于 70 sin-1(1.10/1.50) 23.6 60 330 減小 5000 0.02 B A C D F H H F三、試用作圖法找像的位置和大小(5分四、論述題(10分)（1）干涉包

9、括兩種以上因素互相影響，形成相長相消現(xiàn)象上研究相干光波之間的疊加而引起的光強(qiáng)重新分布的問題。衍射指的是傳播不符合幾何光學(xué)規(guī)律的現(xiàn)象。既然衍射光線不按幾何規(guī)律傳播，那么它的光強(qiáng)必然會重新分布，由惠更斯-菲涅爾原理可知，衍射可看作是無限多個相干光波的疊加。（2）干涉現(xiàn)象主要時，作干涉處理。衍射現(xiàn)象主要時，作衍射處理。如平行單色光入射到雙縫上，縫寬較小時，如 在屏幕上只出現(xiàn)衍射中央明紋，此時，主要表現(xiàn)為干涉 可使屏幕上出現(xiàn)多級條紋，此時，就主要表現(xiàn)為衍射。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）4分 （2）6分 如論述不清，酌情扣分。 五計(jì)算題(每題10分,共40分)1消色差條件為： （3分）按已知條件有： （2分） （

10、3分） （3分）2玻璃板上半部在焦點(diǎn)外復(fù)振為：下半部在焦點(diǎn)處復(fù)振為若沒有位相突變 即 所以 3光柵常數(shù) d =a+b=0.012+0.029=0.041mm 弧度d/a =3.42 在單縫衍射中央寬度內(nèi)光譜級數(shù)為34（1）通過四分之一波片后為橢圓偏振光 （2） 光學(xué)試題（五）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分) 1、C 2、A 3、C 4、B 5、D 6、A 7、B 8、B 9、D 10、C 二、填充題(每小題2分,共20分) 588nm 90.6nm Lf/(S-f) -81 2 3 I0sin22/8 10000 10-2A 0 三、試用作圖法找像的位置和大小(5分)

11、 Q P L1 Ex.P A.S L2 En.P 四、論述題(10分)（1） 自然光可以看作是由兩垂直分量組成，所以兩束自然光的干涉條紋可以看作是兩組干涉條紋的非相干疊加，但它們的明、暗條紋重疊，可以有較好的可見度。（2） 偏振光的干涉，當(dāng)兩偏振方向一致時，干涉條紋的可見度最好。當(dāng)偏振方向垂直時，干涉條紋的可見度為零，看不到干涉條紋。當(dāng)兩偏振方向?yàn)槟骋粖A角時，可見度界于0-1之間。（3） 部分偏振光的干涉，可看作是自然光部分干涉與偏振光部分干涉條紋的非相干疊加。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）3分 （2）4分 （3）3分 如論述不清，酌情扣分。 五計(jì)算題(每題10分,共40分)1（a）x=60+5+20 =

12、 85cm S =60 - 42.35mm = 17.65mm （實(shí)像） （5分）（b）x=60+5-20=45mm S=60-80mm =-20mm （虛像） （5分）2牛頓環(huán)暗環(huán)半徑為： 按題意3第二級主極大的衍射角為光強(qiáng)大小 當(dāng) 時， I0有最大值 K=0，1，2 4式中 光學(xué)試題（六）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分 1、D 2、B 3、A 4、C 5、C 6、A 7、D 8、B 9、A 10、C 二、填充題(每小題2分,共20分) 1110 1.0003 30 4.5 1.8 900 0.21:1 5103 21.5 0 三、試用作圖法找像的位置和大小(5分)

13、 Q F1 H1 H1 F2 F1 H2 H2 F2 P 四、論述題(10分)（1） 單縫衍射只是一個縫里的波陣面上各點(diǎn)所有子波互相干涉的結(jié)果。（2） 光柵衍射是光柵上每個縫發(fā)出的各波的干涉以及各縫的衍射光互相干涉的總較果?；蛘哒f光柵具有單縫衍射和多光束干涉的總和作用。（3） 單縫衍射起著勾畫光柵圖樣輪廓的作用，多光束干涉起著填補(bǔ)輪廓內(nèi)多光束干涉的各級主極大，由于每個縫上出來的光再在各縫間干涉加強(qiáng)，所以明紋特別亮。（4） 因?yàn)樾纬砂导y的機(jī)會比明紋的多，所以暗區(qū)特別寬，用光柵衍射測定波長較為準(zhǔn)確。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）2分 （2）3分 （3）3分 （4）2分 如論述不清，酌情扣分。五計(jì)算題(每題10

14、分,共40分)1 得：由 （d=0）2 3圓孔衍射軸上明暗取決于 的奇偶n為奇時亮，n為偶時暗，在平行光入射情況下R 與其相鄰的暗點(diǎn)序數(shù)比n多或少2 4式中 光學(xué)試題（七）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分) 1、D 2、A 3、B 4、C 5、C 6、A 7、B 8、B 9、D 10、C 二、填充題(每小題2分,共20分) 12 3000 40 40 21.5 1.64 20% 2.5 I0/8 0 三、.試用作圖法找像的位置和大?。?分） Q F F P 四、計(jì)算題(每題10分,共40分)（1） 雙縫干涉，在近似情況下，條紋為直條紋，一中央條紋為中心對稱分布，明紋亮度

15、變化不大。相鄰條紋間距為 （2） 單縫衍射，條紋為直條紋，以中央級為中心對稱分布，中央級條紋特別亮，越往兩邊越暗。相鄰條紋間距為（3） 光柵衍射，條紋為直條紋，以中央級為中心對稱分布，中央級條紋特別亮，越往兩邊越暗。但有些級次亮紋可能不出現(xiàn)，且比起單縫衍射來，明紋更窄更亮，相鄰亮紋間距更大。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）3分 （2）3分 （3）4分 如論述不清，酌情扣分。 五計(jì)算題(每題10分,共40分)1設(shè)加一透鏡后，使組合透鏡焦距為f ，則 （5分）又兩薄透鏡合為一薄透鏡有： 2按題意，點(diǎn)光源位于對切透鏡的焦點(diǎn)上設(shè)在一般情況像點(diǎn)位置為物點(diǎn)高軸a / 2 像點(diǎn)離軸 兩像點(diǎn)間距離 干涉條紋間距當(dāng) 3一級：

16、三級：4已知 從第一尼科百棱鏡出的線偏振光 所以 光學(xué)試題（八）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分) 1、D 2、B 3、D 4、C 5、A 6、A 7、B 8、C 9、C 10、B 二、填充題(每小題2分,共20分) 210-4rad 1.4 -15 D(D-4f) =arcsin(0.4-sin0)+ 0 1.2 5.010-3 333 -6.272310-6 0 三、試用作圖法找像的位置和大小(5分) Q P L1 En.P. A.S L2 Ex.P四、認(rèn)述題(1)、同頻率(2)、兩光波相遇時有固定的位相差(3)、兩光波相遇點(diǎn)相同的振動分量(4)、兩光波相遇光程差不

17、能太大，要小于光源的相干長度。(5)、兩光波相遇點(diǎn)所產(chǎn)生的振動后的振幅不能太懸殊。評分標(biāo)準(zhǔn)：每小題各占據(jù)2分。如沒有論述，則酌情扣分。五.計(jì)算題(每題10分,共40分)2按題意 加入玻璃片所引起的光程差為：3高主波長為，兩種情況下衍射角為 所分辨物的大小為 同樣分辨 4I最小 I最大 同時滿足這兩個條件的在，應(yīng)有 即 或當(dāng)時，接近于整數(shù)，此時加強(qiáng)，減弱。 光學(xué)試題（九）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分) 1、A 2、B 3、D 4、A 5、A 6、C 7、C 8、B 9、D 10、B 二、填充題(每小題2分,共20分) 0.5 5.15410-6 8 60 635nm

18、67mm 右旋圓偏振光 5.210-7 1.72106 450 三、 試用作圖法找像的位置和大小.(5分) F1 H1 H1 F1 P F2 H2 H2 F2四、論述題(10分)（1）、單縫衍射只是一個縫里的波陣面上各點(diǎn)所有子波互相干涉的結(jié)果。（2）、光柵衍射是光柵上每個縫發(fā)出的各波的干涉以及各縫的衍射光互相干涉的總較果?；蛘哒f光柵具有單縫衍射和多光束干涉的總和作用。(3)、單縫衍射起著勾畫光柵圖樣輪廓的作用，多光束干涉起著填補(bǔ)輪廓內(nèi)多光束干涉的各級主極大，由于每個縫上出來的光再在各縫間干涉加強(qiáng)，所以明紋特別亮。（4） 、因?yàn)樾纬砂导y的機(jī)會比明紋的多，所以暗區(qū)特別寬，用光柵衍射測定波長較為準(zhǔn)確

19、。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）2分 （2）3分 （3）3分 （4）2分 如論述不清，酌情扣分。五.計(jì)算題(每題10分,共40分)1解：主點(diǎn)重合于球心焦點(diǎn)在球外距球面1cm或矩球心3cm （6分）FFP HH6cmS=-2cm 得：S = - 6cm （4分）2相鄰條紋間距為（厚度差）=200條對于空氣隙：n=1 N=123條3設(shè)一級衍射角為則有 d sin= sin=/d正負(fù)一級相距 t =2f =2f/d正負(fù)一級在觀察屏上產(chǎn)生干涉，可以認(rèn)為是楊氏干涉，光程差為4方解石 不同波長的光經(jīng)過晶片后，產(chǎn)生的位相差為（O光和e光）因?yàn)槿ㄆ瑢θ肷涞木€偏振光的偏振面方向不旋轉(zhuǎn)，當(dāng)時，所對應(yīng)的波長不能通過系統(tǒng)在可見光范圍內(nèi) （2）如果時，晶片成為半波片，將使偏振面轉(zhuǎn)過 取6 取10 光學(xué)試題（十）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、選擇題(每小題2.5分,共25分) 1、C 2、B 3、A 4、C 5、A 6、B 7、D 8、D 9、