物理光学期末考试题及答案.doc

一、填空题（每小题4分，总共24分）1.玻璃的折射率为n1.5，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.如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_。（填“上凸”或“下凹”）eln1n2n33. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1n2n3，l1 为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为。4. 在单缝夫琅和费衍射的观测中：令单缝在纸面内垂直透镜的光轴上、下移动，屏上的衍射图样改变(填“是”或“否”)；令光源垂直透镜的光轴上、下移动时，屏上的衍射图样改变(填“是”或“否”)。5. 在双折射晶体内部，频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光。沿光轴传播时，它们的传播速度是_的(填“相同”或“不同”)；沿垂直光轴传播时，它们的传播速度是_的(填“相同”或“不同”)。I入射光P振动方向6.如图所示，当偏振片P旋转一周时，若I不变，则入射光是_；若I变，并且有消光现象，则入射光是_；若I变，但是无消光现象，则入射光是_。二、简答题（每小题6分，总共36分）1.汽车两前灯相距1.2m，设灯光波长为=600nm，人眼瞳孔直径为D=5mm。试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？2. 一束波长为500nm的平行光束在空气中传播，若在与光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片厚度d=0.01mm，折射率n=1.5。试问：插入薄片后引起的光程和相位变化分别为多少？3. 某线偏振光在真空中的波长为589nm，垂直入射到方解石上，晶体的光轴与表面平行，已知方解石晶体的主折射率为no=1.658，ne=1.486。试问：方解石晶体中寻常光和非寻常光的波长分别为多少？4. 光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3后，光强变为I0 /8，已知P1和P3的偏振方向互相垂直，试问：P1和P2偏振方向的间夹角为多少？5.在激光系统中，利用法拉第效应制成光隔离器的原理是什么？6. 为什么正午的太阳基本上呈白色，而旭日和夕阳却红色？S2S1Pr2r1屏三、杨氏双缝实验中，原来P点是屏上第五级亮纹所在位置。现将一玻璃片插入光源S1发出的光束途中，则P点变为中央亮条纹的位置，求玻璃片的厚度。（已知: l0.6mm，玻璃折射率n1.5）(10分)四、波长为589.3nm的平行光以30照射光栅，已知光栅上每毫米有500条刻痕，并且透明和不透明的宽度相等，问最多能观察到几条亮条纹？（10分）五、一个不透明开有直径为3mm的圆孔，被0.55mm平面波正入射照明，设用一个很小的光强探测器沿圆孔的轴线从很远处移近，求前两个光强极大和前两个光强极小所相应的探测器位置。（10分）ABCD光轴光轴q450六、图示为一渥拉斯顿棱镜的截面，它是由两个锐角均为450的直角方解石棱镜粘合其斜面而构成的，棱镜ABC的光轴平行于AB，棱镜ADC的光轴垂直于纸面。当自然光垂直AB边入射时，在ABC棱镜中看见一束光，但是ADC棱镜中看见两束光，求：ADC棱镜中分开的两束光的夹角q，确定e光和o光，并画出其光矢量的振动方向。（已知 ：方解石的折射率为no1.658，ne1.486）（10分）答案一、填空题（每小题4分，总共24分）1. 56.30 ； 33.702. 上凸3. 4pn2el1n14. 否 ；是5. 相同； 不同6. 自然光；线偏振光；部分偏振光二、简答题（每小题6分，总共36分）1. 2. 光程变化 相位变化3.4. P2P1磁致旋光材料5. 这种器件的结构示意图如图所示，让偏振片P1与P2的透振方向成450，调整磁感应强度B，使从法拉第盒出来的光振动面相对P1转过450。于是，刚好能通过P2；但对于从后面光学系统(例如激光放大器等)各界面反射回来的光，经P2和法拉第盒后，其光矢量与P1垂直，因此被隔离而不能返回到光源。6.正午太阳直射，穿过大气层厚度最小。阳光中被散射掉的短波成分不太多，因此垂直透过大气层后的太阳光基本上呈白色或略带黄橙色。早晚的阳光斜射，穿过大气层的厚度比正午时厚得多，被大气散射掉的短波成分也多得多，仅剩下长波成分透过大气到达观察者，所以旭日和夕阳呈红色。三、(10分) 解：没插玻璃片之前二光束的光程差为插玻璃片之后二光束的光程差为因此，玻璃片的厚度为四、(10分) 解：由已知最多接收到7条谱线，但d/a=2有缺级m=2、4的谱线消失。因此，屏上可接收到5条谱线，分别为m=0、1、3、5。五、(10分)解：半波带数为奇数时，光强极大；半波带数为偶数时，光强极小。因此N1，3时光强出现极大；N2，4时光强出现极小。由于因此，分别算出光强极大值的位置为：；光强极小值的位置为：；六、(10分)解：对于振动方向平行于纸面的光，在DABC中为e光，在DADC为o光，由折射定律可得：对于振动方向垂直于纸面的光，在DABC中为o光，在DADC为e光，同样由折射定律可得：在第二个棱镜内分开的两束光的夹角为：光轴qe光o光