工程光学考试试题.doc

光学试题
总
分
(120分钟)

班级__________学号____________姓名____________

一 选择题(每小题3分,共30分)

1 单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面
反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚
度为e，且n1＜n2＞n3，l1为入射光在n1中的波长，
则两束反射光的光程差为

(A) 2n2e． (B) 2n2 e - l1 / (2n1)．
(C) 2n2 e - n1 l1 / 2． D) 2n2 e - n2 l1 / 2． [ ]

2 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹
(A) 中心暗斑变成亮斑． (B) 变疏．
(C) 变密． (D) 间距不变． [ ]

3 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为l的单色平行光垂直入射时，

若观察到的干涉条纹如图所示，每一
条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条
纹的直线部分的连线相切，则工件表
面与条纹弯曲处对应的部分
(A) 凸起，且高度为l / 4．
(B) 凸起，且高度为l / 2．
(C) 凹陷，且深度为l / 2．
（D）凹陷，且深度为l / 4． [ ]

4 在玻璃(折射率n2＝1.60)表面镀一层MgF2 (折射率n2＝1.38)薄膜作为增透膜．为了使波长为500 nm(1nm=10­9m)的光从空气(n1＝1.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应是
(A) 78.1 nm (B) ) 90.6 nm (C) 125 nm (D) 181 nm (E) 250nm ［ ］

5 对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该
(A) 换一个光栅常数较小的光栅．
(B) 换一个光栅常数较大的光栅．
(C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动．
(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动． ［ ］

6 在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变，而把两条缝的宽度a略微加宽，则
(A) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少．
(B) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多．
(C) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变．
(D) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少．
(E) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多． [ ]

7 如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为
(A) I0 / 8． (B) I0 / 4．
(C) 3 I0 / 8． (D) 3 I0 / 4． ［ ］

8 一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角
等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光
(A) 是自然光．
(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．
(C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．
(D) 是部分偏振光．
［ ］

9 用频率为υ1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υ2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 >Ek 2，那么
(A) nυ1一定大于υ2． (B) υ1一定小于υ2．
(C) υ1一定等于υ2． (D) υ1可能大于也可能小于υ2． ［ ］

10已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是U0 (使电子从金属逸出需作功eU0)，则此单色光的波长l 必须满足：
(A) l ≤． (B) l ≥．
(C) l ≤． (D) l ≥． ［ ］

二 填空(每小题3分,共30分)
1 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm．若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为____________________mm．(设水的折射率为4/3)

2 如图所示，波长为l的平行单色光垂直照射到
两个劈形膜上，两劈尖角分别为θ1和θ2，折射率
分别为n1和n2，若二者分别形成的干涉条纹的
明条纹间距相等，则θ1，θ2，n1和n2之间的关系是_____________．
3 若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620 mm过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光波的波长为_____________nm．(1 nm=10-9 m)

4 在单缝夫琅禾费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光(l1≈589 nm) 中央明纹宽度为4.0 mm，则l2=442 nm (1 nm = 10-9 m)的蓝紫色光的中央明纹宽度为____________________．
5 用波长为546.1 nm(1 nm =10-9 m)的平行单色光垂直照射在一透射光栅上，在分光计上测得第一级光谱线的衍射角为θ=30°．则该光栅每一毫米上有_____条刻痕.
6 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过__________块理想偏振片．在此情况下，透射光强最大是原来光强的______ 倍 ．
7 已知钾的逸出功为 2.0 eV，如果用波长为3.60×10-7 m的光照射在钾上，则光电效应的遏止电压的绝对值|Ua| =___________________．从钾表面发射出电子的最大速度 vmax =_____________________．(h =6.63×10-34 J·s，1eV =1.60×10-19 J，me=9.11×10-31 kg)
8. 直径3米的园桌中心上方2米处吊一平均发光强度为200坎德拉的灯泡，园桌中心的光照度等于_______________; 边缘的光照度等于__________________。

9 在理想光学系统中，垂轴放大率，轴向放大率，角放大率，三者的关系是___________。
10．费马原理是
其数学表达形式是

三 计算题(每小题10分,共40分)

1 在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体，观测到第10个明环的直径由充液前的14.8 cm变成充液后的12.7 cm，求这种液体的折射率n．

2 波长600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30°，且第三级是缺级． (1) 光栅常数(a +b)等于多少？
(2) 透光缝可能的最小宽度a等于多少？
(3) 在选定了上述(a +b)和a之后，求在衍射角-＜j＜范围内可能观察到的全部主极大的级次．

3 已知两个光学系统的焦距分别为；，二者轴向间隔d=50mm，求此组合系统的焦点坐标和焦距。

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；
(3) 若每个偏振片对透射光的吸收率为5%，再求透射光与入射光的强度之比．

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