光学考试试卷(附答案).doc

光学考试试卷（附答案）
班级 姓名 学号 成绩

题号
一
二
三
四
总分
得分

本 题
得 分

一、填空题（本大题共9题，每题2分，共18分）
1．在几何光学系统中，唯一能够完善成像的是 系统，其成像规律为 。
2．单色光垂直入射到由两块平板玻璃构成的空气劈尖中，当把下面一块平板玻璃缓慢向下移动时，则干涉条纹 ，明暗条纹的间隔 。
3．在夫琅和费单缝衍射中，缝宽为b，缝屏间距为L，波长为l，零级条纹的宽度为 ，一级暗条纹的宽度为 。
4．曲率半径为R的凹球面镜的焦距为 ，若将球面镜浸入折射率为n的液体内，该系统的焦距为 。
5．在光栅衍射中，第三级缺级，则光栅常数与缝宽的比为 ；还有第 级主极大缺级。
6．在菲涅耳圆孔衍射中，对轴线上的P点离圆孔越近，波带数越 ；对给定的P点，孔径越小，波带数越 。
7．当物处于主光轴上无穷远处，入射光线平行于主光轴，得到的像点称为 ；在通常情况下，薄透镜成像的高斯公式是 。
8．主平面是理想光具组的 一对共轭平面；节点是理想光具组的
一对共轭点。
9．在洛埃镜实验中，将屏移至与玻璃平板相接触，则在接触处出现的是 条纹，这一事实证实了 。
本 题
得 分

二、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
得分

1．用半波带法研究菲涅耳圆孔衍射时，圆孔轴线上P点的明暗决定于
（A）圆孔的直径； （B）光源到圆孔的距离； （C）圆孔到P点距离； （D）圆孔中心和边缘光线到P点的光程差
2．一发光点位于凹球面镜前40cm处，镜面曲率半径为16cm，则象距为
（A）-10cm； （B）-20cm； （C）-30cm； （D）-40cm
3．为了测定金属丝的直径，可把它夹在两平板玻璃的一端，测得两相邻干涉条纹的间距为d，若金属丝与劈尖的距离为L，所用单色光的波长为l，则金属丝的直径为
（A）Ll/d； （B）ld/L； （C）ld/2L （D）Ll/2d
4．在夫琅和费双缝衍射中，零级包迹中含有11条干涉条纹，必须满足下列条件（缝宽为b，缝间不透明部分为a）
（A）a=2b； （B）a=3b； （C）a=4b； （D）a=5b
5．一双凹透镜折射率为n，置于折射率为的介质中，则下列说法正确的是
（A）若n>，透镜是发散的； （B）若n>，透镜是会聚的； （C）若>n，透镜是发散的； （D）双凹薄透镜是发散的，与周围介质无关
6．空气中，薄透镜的横向放大率为
（A）f/x； （B）x/f； （C）-f/x； （D）-x/f
7．在玻璃表面镀上一层透明的MgF2（n=1.38）薄膜，对于波长为l的入射光，增透膜的最小厚度为
（A）l/2； （B）l/4； （C）l/2n； （D）l/4n
8．夫琅和费单缝衍射中，零级中央亮条纹的光强为I0，光波波长为l，当缝两边到屏上的P点的光程差为l/4时，P点的光强约为
（A）I0/2； （B）I0/4； （C）2I0/5； （D）4I0/5
9．将折射率为n1=1.50的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为n2=1.10，试问：全反射的临界角为
（A）； （B）； （C）1.10/1.50； （D）1.50/1.10
10．在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n、厚度为h的透明介质片后，两光束光程差的改变量为
（A）2（n-1）h； （B）2nh； （C）nh； （D）（n-1）h
本 题
得 分

三、作图题：（本大题1题，10分）用作图法求出物点S的像点。

·
S F H

本 题
得 分

四、计算题（本大题共4题，共42分）
1．一个玻璃半球的曲率半径为R，折射率为1.5，其平面的一面渡银，将高为h的物体放在球面顶点前2R处，求该玻璃半球所成像的位置及性质。（10分）
R
-2R
C
O
n1 
n2 

2．波长的单色平行光垂直投射到平面光栅上，已知光栅常数，缝宽，光栅后会聚透镜的焦距，试求：1）单缝衍射中央明纹宽度。2）在该宽度内有几个光栅衍射主极大。3）总共可以看到多少条谱线。4）若将垂直入射改为入射角的斜入射，衍射光谱的最高级次和可看到的光谱线总数。（12分）

3．在平面玻璃（n=1.5）片上滴上一滴油（=1.6），用波长l=500 nm的单色光垂直照射，观察反射光的干涉图样，问（1）油滴外圈最薄的区域是亮还是暗？（2）如果油滴中心最高厚度为650 nm,能看到几个亮环？最内一个亮环所在处油层厚度是多少?（3）当油滴扩大时，干涉图样如何变化？（10分）

4．在反射光中观察某单色光所形成的牛顿环。其第2级亮环与第3级亮环间距为1mm，求第11和12级亮环之间的距离。（10分）

答案
一、填空题（本大题共9题，每题2分，共18分）
1．平面反射，物和像大小相等，相对于镜面对称，等。
2．向棱边移动，不变。
3．，。
4．-R/2，-R/2n。
5．3，6；9；12；….。
6．多，少。
7．像方焦点，。
8．b=+1，g =+1。
9．暗，半波损失。

本 题
得 分

二、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
得分
D
A
D
D
A
C
D
D
A
A
本 题
得 分

三、作图题（本大题1题，8分；入射光线2分，出射光线2分，像2分，虚实线错误2分）

·
S F H

本 题
得 分

四、计算题（本大题共5题，分别为8分、8分、8分、10分、10分，共44分）
1．解： （3分）
（3分）
（2分）
2．解：（1） （3分
（2） （3分）
（2分）

3．解：（1） 暗环 （2分）
（2） 4个亮环，
（3分）
（3）条纹向中心移动，条纹数减少，间距增大 （3分）

4．解： （3分）
（3分）
倒立等大实像 （4分）

5．解：（1），0，±1，±2共5个主极大 （3分）
（2）

（4分）
（3）l2的第2级位置0.294 m，
l1的第3级位置0.463 m，
不重叠，可以分辨 （3分）