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1、*中中*线线*订订*装装国国海海洋洋大大学学命命题题专专用用纸纸（首 页）2006-20072006-2007 学年第学年第 2 2 学期学期试试题名称题名称：光学（光学（B B）共共 4 4 页第页第 1 1 页页专业年级专业年级学号学号姓名姓名授课教师授课教师分数分数一、选择题一、选择题（每题（每题 3 3 分，共分，共 2121 分）分）1在真空中波长为?的单色光，在折射率为 n的透明介质中从 A沿某路径传播到 B，若A、B两点相位差为 3?，则此路径 AB 的光程为(A)1.5?(B)1.5n(C)1.5 n?(D)3?2等倾干涉花样和牛顿环干涉花样干涉级次的分布是：(A)等倾干涉，干
2、涉级向外递增，牛顿环干涉级向外递减；(B)等倾干涉，干涉级向外递减，牛顿环干涉级向外递增；(C)等倾干涉和牛顿环干涉级向外都是递增；(D)等倾干涉和牛顿环干涉级向外都是递减。3夫琅和费单缝衍射中，在第三级暗纹处，狭缝中心与边缘光线的位相差为：（A）2（B）3（C）4（D）1.54某人戴上光焦度为+2D 的眼镜后，近点矫正到眼前 25cm 处，原来的近点在眼前多少厘米处？（A）17cm(B)100cm(C)50cm(D)75cm5显微镜的物镜和目镜的象方焦距分别为f0和fe，欲增大显微镜的放大本领，须使：（A）f0很短，fe很长；（B）f0很长，fe很短；（C）f0、fe均很长；（D）f0、fe
3、很短。6单轴晶体对 e 光的主折射率nec，Ve是 e 光的什么速度？Ve（A）在晶体内任意方向的传播速度（B）在与晶体光轴成 45 度角方向的传播速度（C）沿着晶体光轴方向的传播速度（D）在垂直于晶体光轴方向的传播速度7在康普顿散射中，波长的改变量：（A）与入射 x 射线的波长有关（B）与被散射的物质结构有关（C）与被散射的物质结构有关（D）与散射方向有关二、填空题：（每题二、填空题：（每题 3 3 分，共分，共 2424 分）分）1 用波长为的单色光照射杨氏双缝，如用折射率为 1.5 的透明薄片覆盖下缝，发现原来第五条亮纹移至中央零级处，则该透明片的厚度为_。授课授课命题教师或命命题教师或
4、命院系负责院系负责教师教师题负责人签字题负责人签字人签字人签字年年月月日日中中 国国 海海 洋洋 大大 学学 命命 题题 专专 用用 纸纸*2006-20072006-2007 学年第学年第 2 2 学期学期试试题名称题名称：光学（光学（B B）共共 4 4 页第页第 2 2 页页2.在菲涅耳园孔衍射中，入射光的强度为 I0，在轴上一点 P 点恰好作出一个半波带，该点的光强为_。3将开普勒型天文望远镜倒过来可作激光扩束装置设有一个这种类型望远镜，其物镜焦距为30 cm，目镜焦距为 1.5 cm，则它能使激光束（看作平行光束）的直径扩大_倍4在两正交偏振片之间插入第三个偏振片，光强为 I0的自然
5、光通过该系统的最大光强度为_。5画出五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，作出物点为 b，相邻缝间距为 d，d=4b。P 的像。/P F O F7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。n1n2三、简答题（共三、简答题（共 1515 分）分）1光的干涉现象和衍射现象有何不同？如何解释光的衍射现象？他的理论根据是什么？(4 分)ip2简述瑞利判据。(3 分)n1n2*中中 国国 海海 洋洋 大大 学学 命命 题题 专专 用用 纸纸22006-200722006-2007 学年第学年第
6、 2 2 学期学期试试题名称题名称：光学（光学（B B）共共 4 4 页第页第 3 3 页页3举例说明光的波粒二象性。(4 分)4有人说：“光的强度越大，光子的能量就越大”对吗？为什么？(4 分)四、计算题（每题四、计算题（每题 1010 分，共分，共 4040 分）分）-1用波长为 500 nm(1 nm=109m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边 l=1.56 cm 的 A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心(1)求此空气劈形膜的劈尖角；(2)改用 600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A 处是明条纹还是暗条
7、纹？-2钠黄光是由波长1=589.0 nm 和2=589.6 nm(1 nm=109 m)的两条谱线组成，现在用每毫米 500 条缝的光栅作光谱实验（入射光垂直于光栅）(1)求在第一级光谱中，这两条谱线的偏转角度和它们的差；(2)若光栅宽度为 L=10 cm，求在第一级光谱中波长为 600 nm 正好能分辨的两条谱线的波长差中中 国国 海海 洋洋 大大 学学 命命 题题 专专 用用 纸纸（附页 3）2006-20072006-2007 学年第学年第 2 2 学期学期试试题名称题名称：光学（光学（B B）共共 4 4 页第页第 4 4 页页3会聚透镜在屏上形成清晰的比原物大二倍的实象，已知物体到
8、透镜的距离比透镜的焦距大6cm，求透镜到象屏的距离。4在两个偏振化方向正交的偏振片 P1、P2之间平行于偏振片插入一块晶片，晶片光轴平行于晶面，如图所示一单色自然光垂直入射于 P1，如果晶片厚度是楔形的，则从 P2右侧可观察到明暗相间的干涉条纹试分析说明这一现象。2006-2007_2 光学 B 卷答案一、选择题（每题 3 分，共 21 分）1A A2.B B 3.B B 4.C C 5.D D 6.D D 7.D D二、填空题（每题 3 分，共 24 分）1.551010-3-3mmmm 2.4I4I0 0 3.2020 4.I I0 0/8/8PFF5.6.n1n2ipn1n27.8.三、
9、简答题（共 15 分）1.答：干涉是光束之间的相干叠加，这些光束是有限条，或虽然有无限多条，但是光束之间是离散的、不连续的、可数的；衍射是连续分布的无限多个点光源（次波中心）发出的光波的相干叠加。产生衍射的条件是：障碍物或（夹缝）小孔的尺寸可以与光的波长相等甚至比光的波长还要小。（3 分）无论是衍射还是干涉，光波在相遇点都是振动的叠加，都遵循惠更斯-菲涅耳原理。（1 分）2.答：瑞利判据0.61，该判据表明，当且仅当物体上两点之间的距离大于不等式右边所nsin规定的量时，才被看作是分开的两点。这个量与入射光波长、物方折射率 n 以及显微物镜的半孔径角有关。通常 n2，sin()1，所以可分辨的
10、距离一般不小于 l/2。（3 分）3.答：光电效应，康普顿效应体现了光的粒子性和波动性。(4 分)4.答：不对，光的强度越大说明包含的光子数越多，单个光子的能量在波长确定的情况下是不变的，因为光子的能量由公式 E=h确定，h 为普朗克常数，为光波频率。（4 分）四、计算题（每题 10 分，共 40 分）1.解：(1)棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为 e2纹中心处，即 A 处膜厚度e4=1处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗232 e4/l 3/2l4.810-5 rad(5 分)(2)由上问可知 A 处膜厚为e43500/2 nm750 nm对于600 nm 的光，连同附加光程差，在 A 处
11、两反射光的光程差为112e4，它与波长 之比为2e4/3.0所以 A 处是明纹(5 分)222.解：(1)应用光栅公式(a b)sin115895001060.2945(1 分)sin1a b111=177.7(1 分)589.65001060.2948(1 分)sin2a b122=178.7(1 分)=178.7-177.7=1(1 分)(2)该光栅的总缝数N L100500=5104(2 分)a b则该光栅的第一级光谱中波长=600 nm 处正好能分辨的谱线波长差为3.解：由题意 2，N600nm=0.012 nm5104(3 分)s1(f1 6)(2 分)s 2(2 分)(f 6)11
12、1(2 分)s(f 6)f 解得f=12cm,s=36cm(4 分)4.方向振答：设晶片光轴与P1的偏振化方向间夹角为，如图所示单色光通过 P1后，成为沿N1N1动的线偏振光，假定其振幅为 A通过晶片后，分解为振幅分别为 A1o和 A1e的振动方向互相垂直的偏振光：晶片厚度为 l 时，其相位差为2l|(no ne)|(2 分)的分量得以通过P2，所以出射光振幅各为：这两束偏振光的光振动只有在偏振化方向N2N2A2o A1oc os As inc os其方向正好相反，所以又引入相位差(3 分)这样，出射的两束光振幅相等，频率相同，振动方向同在一直线上，有稳定的相位差2l|(no ne)|(2 分)表现出干涉现象对厚度为楔形的晶片来讲，通过等厚线上各处的两束光有相同的相位差当=2k，k=1、2、3、时，得亮条纹当=(2k+1)，k=1、2、3、时，得暗条纹(3 分)