《2007年哈工大秋季学期物理光学期末试题及答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2007年哈工大秋季学期物理光学期末试题及答案（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、哈工大 2007 年 秋 季学期 物理光学物理光学 (A) 试试 题题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 分数 第第 1 页页 （共（共 6 页）页） 班号班号 姓名姓名 一、解释下列名词（每小题一、解释下列名词（每小题 2 分，总共分，总共 10 分）分） 1复色波的相速度： 2布儒斯特角： 3光的空间相干性： 4爱里斑： 5晶体的光轴： 二、简答题（每小题二、简答题（每小题 4 分，总共分，总共 40 分）分） 1由于一般光学玻璃在红外线波段不透光，所以在此波段要用锗板（n=4.0）作 为红外线仪器的窗口。试问光垂直经过由锗板作的窗片时，光能损失多少？ 2把折射率 n1.
2、40 的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一臂中，如果由此产生了 7 条条纹的移动，若入射光的波长为 589nm，求薄膜的厚度。 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 试 题： 班号： 姓名： 第第 2 页页 （共（共 6 页）页） 3如图所示，用白光照射厚度为 d=400nm 的薄膜，若膜的折射率 n2=1.40，且 n1n2n3，问反射光中那些波长的光得到加强？ 4在牛顿环实验中，平凸透镜的凸面曲率半径 5m，透镜半径为 10mm，在钠光的垂直 照射下（=589 纳米） ，能产生多少个干涉条纹？ 5宇航员声称他恰能分辨在他
3、下面 100km 地面上两个黄绿点光源（=550nm） 。若瞳孔 直径为 4mm，试估算这两个点光源的间距。 6波长为 589nm 的黄光照在一双缝上，在距双缝为 1m 的观察屏上，测得 20 个亮条纹 的间距共宽 2.4cm，求双缝间的距离。 n1 n2 n3 d 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 试 题： 班号： 姓名： 第第 3 页页 （共（共 6 页）页） 7当单轴晶体的光轴与表面成一定角度，一束与光轴 方向平行的光入射到晶体表面之内时，它是否会发生 双折射？为什么？ 8两偏振片之间插入一半波片，其快轴（
4、光轴）与 P1透振方向成 380角。设波长 632nm 的光垂直照射到 P1，欲使透射光有最大光强，P2应如何放置？为什么？ 9一玻璃管长3.50m，内贮标准大气压下的某种气体。若这种气体在此条件下的吸收系 数为0.1650/m，求透射光强的百分比。 （忽略玻璃管表面的反射） 10用光的散射理论解释蓝天的形成。 光轴 入射光 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 试 题： 班号： 姓名： 第第 4 页页 （共（共 6 页）页） 三自然光从空气到玻璃（n=1.50）以 450角入射。试计算： （1）能流反射率 Rs和
5、Rp值； （2）总能流反射率 R 值。 （10 分）已知 12 12 sin() sin() s r ； 12 12 () () p tg r tg 四波长为 500nm 的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空 气劈尖上，在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边 l=1.56cm 的 A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。求此空气劈尖的劈尖角 。 （10 分） A l 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 试 题： 班号： 姓名： 第第 5 页页 （共（共 6 页）页） 五、在菲涅耳圆孔衍射实验中，圆孔半径为 2.0
6、mm，光源离圆孔 2.0m，波长为 500nm。 当接受屏幕由很远的地方向圆孔靠近时，求：前两次出现中心亮斑（强度极大）的位置。 （10 分） 六有一块光栅，光栅常数 d=2m。现含有 500nm 和 500.01nm 两种波长的平面光波垂 直照射在光栅上， 若选定在第二级上进行工作， 试问该光栅将这两条谱线分开多大角度？ （10 分） 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 试 题： 班号： 姓名： 第第 6 页页 （共（共 6 页）页） 七设晶体是负单轴晶体，玻璃的折射率为 n，分别绘出下列两种情形下自然光经过如图
7、 所示的棱镜后双折射光线的传播方向和振动方向。 （10 分） （1）n=ne （2）nno 玻璃 晶体 光轴 自然光 玻璃 晶体 光轴 自然光 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 1 2007A 答案答案 一、解释下列名词（每小题一、解释下列名词（每小题 2 分，总共分，总共 10 分）分） 1复色波的相速度：复色波的等相位面的传播速度。 2布儒斯特角：反射光为完全线偏振光时的入射角。 3光的空间相干性：光源大小对条纹可见度的影响称为光的空间相干性。 4爱里斑：圆孔衍射中，中央亮斑称为爱里斑（爱里斑占入射在圆孔上能
8、量的 83%） 。 5晶体的光轴：在晶体中，光沿某方向传播时不发生双折射现象，该方向称为 光轴。 二、简答题（每小题二、简答题（每小题 4 分，总共分，总共 40 分）分） 1由于一般光学玻璃在红外线波段不透光，所以在此波段要用锗板（n=4.0）作 为红外线仪器的窗口。试问光垂直经过由锗板作的窗片时，光能损失多少？ 解: 光在锗板表面的能流反射率为 2 4.0 1.0 0.36 4.0 1.0 R 两次总能流的反射损失为 0.36(1 0.36) 0.360.5959% 2把折射率n1.40的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一臂中，如果由此产生了7 条条纹的移动，若入射光的波长为589nm，求薄膜的厚
9、度。 解： 7 589 5154mm 2(1)2 (1.4 1) m d n 3如图所示，用白光照射厚度为d=400nm的薄膜，若膜的折射率 n2=1.40，且n1n2n3，问反射光中那些波长的光得到加强？ 解：由于n1n2n3，两反射光皆无半波损失现象，两反射光的光程 差为 2 2dn 令其为波长的整数倍，得到： 2 2dnm 对m取不同的值加以讨论。当m取2时，有： n1 n2 n3 d 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 2 2 560nmn d 当m取其他值时， 波长均超出可见光范围， 因此只有波长560n
10、m的光得到放大。 4在牛顿环实验中，平凸透镜的凸面曲率半径5m，透镜半径为10mm，在钠光 的垂直照射下（=589纳米） ，能产生多少个干涉条纹？ 解： 222 36 10 34 5 10589 10 rr RN NR 5宇航员声称他恰能分辨在他下面100km地面上两个黄绿点光源（=550nm） 。 若瞳孔直径为4mm，试估算这两个点光源的间距。 解：设恰可分辨的两个点光源的间距为l，点光源到宇航员距离为L。两个点光 源对人眼的张角即为人眼最小分辨角，黄绿点光源所发波长为550nm，因此有 9 3 3 1.221.22 550 10 100 1016.77m 4 10 lLL d 6波长为58
11、9nm的黄光照在一双缝上，在距双缝为1m的观察屏上，测得20个亮 条纹的间距共宽2.4cm，求双缝间的距离。 解： 9 4 2 20 589 101 4.9 10 m 2.4 10 m dmd m l d l 7当单轴晶体的光轴与表面成一定角度，一束与光轴 方向平行的光入射到晶体表面之内时，他是否会发生 双折射？为什么？ 解：只有晶体内部光束与光轴平行时，不发生双折射 现象，但是目前入射光束在晶体外边与光轴平行，因此为了满足折射定律，光入 射到晶体表面之内时，会发生双折射现象。 8两偏振片之间插入一半波片，其快轴（光轴）与P1透振方向成380角。设波 长632nm的光垂直照射到P1， 欲使透射
12、光有最大光强，P2应如何放置？为什么？ 解：偏振片P1和P2的振动方向应夹760，因为半波片把入射光的振动方向旋转 2 角。 光轴 入射光 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 3 9一玻璃管长3.50m，内贮标准大气压下的某种气体。若这种气体在此条件下的 吸收系数为0.1650/m，求透射光强的百分比。 （忽略玻璃管表面的反射） （XP285） 解：由吸收定律可得透射光强与入射光强的百分比为 0.1650 3.50 0 56.1% l I ee I 10用光的散射现象简述蓝天的形成。 解：蓝天的形成是由瑞利散射引起
13、的，瑞利散射中散射光强度与入射光波长的四 次放成反比，即 4 1 ( )lLI 在天空中蓝光的散射强度大于红光，因此天空形成了蓝色。 三自然光从空气到玻璃（n=1.50）以450角入射。试计算： （1）能流反射率Rs 和Rp值； （2）总能流反射率R值。 （10分） （XP119） 解： （1）由折射定律可得： 0 11 2 2 sin arcsin28.1 n n 由菲涅耳公式可得： 2 2 12 2 12 sin ()0.085 9% sin ()0.914 ss Rr 2 2 12 2 12 ()0.093 0.9% ()10.69 pp tg Rr tg （2）自然光入射时，有 ()/25% sp RRR 四波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上， 在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四 条暗条纹中心。求此空气劈尖的劈尖角 。 解：因是空气薄膜，有n1n2no 玻璃 晶体 光轴 自然光 玻璃 晶体 光轴 自然光 更多考研资料下载:h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn
