光学复习题

1.

（1）单缝被氦氖激光器产生的激光 (波长为632.8 nm)垂直照射，所得夫琅禾费衍射图样的中央明纹宽度为6.3mm，已知屏前透镜焦距 f = 50 cm，求单缝的宽度。

（2）在白色光形成的单缝衍射条纹中，某波长的光的第三级明条纹和黄色光（波长为 589 nm）的第二级明条纹相重合。求该光波的波长。

解：

 （1） 中央明纹的宽度为               

得      

已知数值λ=632.8 nm，l₀ =6.3mm，f = 50 cm代入

             

得                 

（2）根据单缝衍射明纹条件

 

k=1,2,3,…

则由题意知：

 

                                      

 

代入上式得

 

                                     

2.

在杨氏干涉实验中，光波波长λ=632.8nm，双缝间距为1.00mm，缝至屏幕的距离100cm，求(1)整个装置在空气中，屏幕上相邻暗条纹的间距；(2)整个装置在水(n=1.33)中，屏幕上明条纹的宽度；(3) 装置在空气中，但其中一条狭缝用一厚度为cm的透明薄片覆盖，结果原来的零级明纹变为第7级明纹，薄膜的折射率n为多少？

解：(1) 条纹间距  

将d=1.00mm，D=100cm=1000mm，λ=632.8nm代入上式，得

      

（2） 这时波长为  ，将数值代入，得

     

（3）(n - 1)e = 7

       

（此题有其他的解法，可酌情按步给分）

3.

让自然光通过两个偏振化方向相交的偏振片，透射光强为，今在这两个偏振片之间插入另一偏振片，它的方向与前两个偏振片均成角，则透射光强为多少？

解：

设自然光的光强为三偏振片为A、B、C。在未插入偏振片C之前，自然光通过偏振片A后的光强为。  

根据马吕斯定律，在通过偏振片B的光强为

    

在偏振片A、B之间插入偏振片C偏后，自然光通过偏振片A后的光强仍是，在通过偏振片c之后得光强为

   

最后通过偏振片B后的强度

  

         （学生如果有其他解法，请酌情给分）

4.

两块偏振片叠在一起，其偏振化方向成30°，由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上，已知两种成分的入射光透射后强度相等。 (1) 若不计偏振片对可透射分量的反射和吸收，求入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片偏振化方向之间的夹角；(2) 仍如上一问，求透射光与入射光的强度之比。

解：  设为自然光强(入射光强为)；

自然光通过第一个棱镜（起偏器）后变成线偏光，光强

根据马吕斯定律偏光光强：     

为入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片偏振化方向间的夹角．

据题意    

         

总的透射光强为：

所以透射光与入射光的强度之比为： 

（此题有其他的解法，可酌情按步给分）

5.

（1）在白光形成的单缝衍射条纹中，某波长光的第四级明条纹和黄色光（波长为589nm）的第三级明条纹相重合。求该光波的波长。

（2）若以上条纹重合现象出现在白光形成的双缝干涉条纹中，求解光波的波长。

解：（1）根据单缝衍射明条纹条件  

则有    

由题意知，代入上式得

      

（2）根据杨氏双缝干涉明条纹条件    

则有      

由题意知，代入上式得

     

6.如图所示，用波长为589.3nm的钠黄光从空气垂直照射到的劈尖部分，反射方向上共看到6条暗条纹，且第6条暗条纹恰位于图中劈尖的最高点处，

求解：（1）此薄膜的厚度（已知折射率，折射率）。（2）若劈尖的的夹角增大，则干涉条纹有何变化，为什么？

解：

（1）在厚度为处，薄膜上下表面反射光干涉暗纹条件的光程差为

     

第6条暗纹对应， 

解得膜厚为  

（2 ）由条纹宽度（相邻明纹或相邻暗纹间距） 

可得，劈尖的的夹角增大时，干涉条纹宽度变小

向劈尖顶角处聚拢

1、在日常生活中看到肥皂膜呈现出彩色条纹，解释该现象。

答：这是一种光的干涉现象。因太阳光中含有各种波长的光波，当太阳光照射肥皂膜时，经油膜上下两表面反射的光形成相干光束，有些地方红光得到加强，有些地方绿光得到加强……这样就可以看到肥皂膜呈现出彩色条纹。

 

第二篇：大学物理光学试题及答案

大学物理光学试题及答案

中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸首页 20##-20##学年第2学期 试题名称 光学A 共4 页第 1 页 专业年级 学号 姓名 授课教师 分数 一、选择题 每题3分共21分 1. 当光线从折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质入射时的全反射临界角为 A21arcsinnn B12arcsinnn C21narctgn D12narctgn 2. 光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时可以观察到这些环状干涉条纹 A 向右平移 B 向中心收缩 C 向外扩张 D 静止不动 E 向左平移 3. 波长λ1和λ2的两种单色光同时垂直照射单缝λ1的第一极小与λ2的第二极小相重合则 Aλ22λ1 Bλ12λ2 Cλ1λ2 Dλ14λ2 4. 半径为r的球面镜置于折射率为n的介质内则球面镜的焦距为 A r B2r Cnr D 2nr 5. 明视距离为1m的人他应配眼镜的度数为 A600 B600 C400 D400 6. 望远镜的物镜和目镜的像方焦距分别为f1和f2预使望远镜的放大本领增大须使 A f1很短f2很长 B f1很长f2很短 C f1与f2都很长 D f1与f2都很短 7. 用频率为1的单色光照射某一种金属时测得光电子的最大动能为EK1用频率为2的单色光照射另一种金属时测得光电子的最大动能为EK2如果EK1 EK2那么 A 1一定大于2 B 1一定小于2 C 1一定等于2 D 1可能大于也可能小于2 二、填空题每题3分共24分 1在杨氏双缝干涉实验中双缝的间距为0.5cm缝到屏的距离为25cm用400nm和 600nm的两种单色光照射观察屏上条纹第一次重迭处离中心的距离为____________ 。 2两车灯间距为1.2m 发光波长为500nm 人眼的瞳孔直径为5mm 则人在夜间用眼睛 能分辨两个车灯的最大距离_________。 授课 教师 命题教师或命题负责人签字 院系负责人签字 年 月 日 装 订 线 中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸 20##-20##学年第2学期 试题名称 光学A 共4 页第 2 页 3在两正交偏振片之间插入第三个偏振片光强为I0的自然光通过该系统的最大光强度 为_______________。 4一台显微镜物镜焦距为4 mm中间像成在物镜像方焦点后面160 mm处如果目镜是20X 的则显微镜的总放大率是_________倍。 5画出四缝的夫琅和费衍射花样。设缝宽 6. 已知空气中薄透镜的焦点作出虚物为b相邻缝间距为dd3b。 点P的像。 F O F/ P 7. 偏振光以布儒斯特角入射到透明介质表 8. 作出方解石晶体内o光和e光的 明介质表面上画出反射光和折射光的 波面和传播方向。 方向及偏振态。 三、简答题共15分 1相干光的条件是什么怎样获得相干光4分 2用半波带法分析“泊松亮斑”。 4分 3列举日常生活中所见到的例子来说明物体热辐射的各种波长中单色辐射强度最大的波长随温度的升高而减小。4分 ip n1n光束①没有半波损失 n1 n n2 ① ② ?0?5 ?0?5 ?0?5 ?0?5 ip n1