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1、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 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，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
2、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 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
3、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，则金属丝的直径为（A）L/d；（B）d/L；（C）d/2L；（D）L/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
4、）a=5b 5一双凹透镜折射率为 n，置于折射率为n的介质中，则下列说法正确的是（A）若 nn，透镜是发散的；（B）若 nn，透镜是会聚的；（C）若nn，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，对于波长为的入射光，增透膜的最小厚度为（A）/2；（B）/4；（C）/2n；（D）/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，当缝两边到屏上的 P点的光程差为/4 时，P 点的光强约为（A）I0/2；（B）I0/4
5、；（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）50.110.1arcsin；（B）50.110.1arccos；（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 三、作图题：（本大题 1 题，10 分）用作图法求出物点 S 的像点。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
6、，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）本 题 得 分 S F H H F 本 题 得 分 R-2R C O n1 n2 2波长500nm的单色平行光垂直投射到平面光栅上，已知光栅常数3.0dm，缝宽1.0bm，光栅后会聚透镜的焦距1fm，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030i 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（n=1.6），用波长=500 nm 的单色光垂直照射，观
7、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。3bL2，bL。4-R/2，-R/2n。53，6；9；12；.。6多，少。7像方焦点，1ffss。8=+1，=+1。9暗，半波
8、损失。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 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）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：cmS201 （3 分）cmS202 （3 分）121 （2 分）2解：（1）mmbfl46.52 （3 分）本 题 得 分 本 题 得 分 S F H H F S 本 题 得 分 （2）cmfnnnnfOH171)1(2 （3 分）mmbnflOH1422 （2 分）3解：（1）0,2h 暗环 （2 分）（2）,4.162hhnh 4 个亮环，2 50046251.6hnm （3 分）（3）条纹向中心移动，条纹数减少，间距增大 （3 分）4解：1,2011cmS （3 分）3,3022cmS （3 分）1,33.0,67.633cmS 倒立等大实像 （4 分）5解：（1）3bd，0，1，2 共 5 个主极大 （3 分）（2）nmraddjD/1052.2cos6 rad31026.1 mmf26.1 （4 分）（3）2的第 2 级位置 0.294 m，1的第 3 级位置 0.463 m，不重叠，可以分辨 （3 分）