物理光學(xué)期末考試題及答案

1、一、填空題（每小題4分，總共24分）1. 玻璃的折射率為n1.5，光從空氣射向玻璃時(shí)的布儒斯特角為_(kāi)；光從玻璃射向空氣時(shí)的布儒斯特角為_(kāi)。2. 如圖所示，左圖是干涉法檢查平面示意圖，右圖是得到的干涉圖樣，則干涉圖中條紋彎曲處的凹凸情況是_。（填“上凸”或“下凹”）eln1n2n33. 如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e，并且n1n2n3，l1 為入射光在折射率為n1的媒質(zhì)中的波長(zhǎng)，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的位相差為 。4. 在單縫夫瑯和費(fèi)衍射的觀測(cè)中：令單縫在紙面內(nèi)垂直透鏡的光軸上、下移動(dòng)，屏上的衍射圖樣 改變(填“是”或“否”)；令光源垂直透

2、鏡的光軸上、下移動(dòng)時(shí)，屏上的衍射圖樣 改變(填“是”或“否”)。5. 在雙折射晶體內(nèi)部，頻率相同而光矢量的振動(dòng)方向不同的線偏振光。沿光軸傳播時(shí)，它們的傳播速度是_的(填“相同”或“不同”)；沿垂直光軸傳播時(shí)，它們的傳播速度是_的(填“相同”或“不同”)。I入射光P振動(dòng)方向6. 如圖所示，當(dāng)偏振片P旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，若I 不變，則入射光是_；若I 變，并且有消光現(xiàn)象，則入射光是_；若I 變，但是無(wú)消光現(xiàn)象，則入射光是_。二、簡(jiǎn)答題（每小題6分，總共36分）1. 汽車兩前燈相距1.2m，設(shè)燈光波長(zhǎng)為 =600nm，人眼瞳孔直徑為D=5mm。試問(wèn)：對(duì)迎面而來(lái)的汽車，離多遠(yuǎn)能分辨出兩盞亮燈？2. 一束波長(zhǎng)為

3、500nm的平行光束在空氣中傳播，若在與光束垂直的方向上插入一個(gè)透明薄片，薄片厚度d=0.01mm，折射率n=1.5。試問(wèn)：插入薄片后引起的光程和相位變化分別為多少？3. 某線偏振光在真空中的波長(zhǎng)為589nm，垂直入射到方解石上，晶體的光軸與表面平行，已知方解石晶體的主折射率為no=1.658，ne=1.486。試問(wèn)：方解石晶體中尋常光和非尋常光的波長(zhǎng)分別為多少？ 4. 光強(qiáng)為 I0 的自然光相繼通過(guò)偏振片P1、P2、P3后，光強(qiáng)變?yōu)镮0 /8，已知P1和P3的偏振方向互相垂直，試問(wèn)：P1和P2偏振方向的間夾角為多少？5. 在激光系統(tǒng)中，利用法拉第效應(yīng)制成光隔離器的原理是什么？6. 為什么正午

4、的太陽(yáng)基本上呈白色，而旭日和夕陽(yáng)卻紅色？S2S1Pr2r1屏三、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)P點(diǎn)是屏上第五級(jí)亮紋所在位置。現(xiàn)將一玻璃片插入光源S1發(fā)出的光束途中，則P點(diǎn)變?yōu)橹醒肓翖l紋的位置，求玻璃片的厚度。（已知: l0.6mm，玻璃折射率n1.5）(10分) 四、波長(zhǎng)為589.3nm的平行光以30照射光柵，已知光柵上每毫米有500條刻痕，并且透明和不透明的寬度相等，問(wèn)最多能觀察到幾條亮條紋？（10分）五、一個(gè)不透明開(kāi)有直徑為3mm的圓孔，被0.55mm平面波正入射照明，設(shè)用一個(gè)很小的光強(qiáng)探測(cè)器沿圓孔的軸線從很遠(yuǎn)處移近，求前兩個(gè)光強(qiáng)極大和前兩個(gè)光強(qiáng)極小所相應(yīng)的探測(cè)器位置。（10分）ABCD光軸光軸q4

5、50六、圖示為一渥拉斯頓棱鏡的截面，它是由兩個(gè)銳角均為450的直角方解石棱鏡粘合其斜面而構(gòu)成的，棱鏡ABC的光軸平行于AB，棱鏡ADC的光軸垂直于紙面。當(dāng)自然光垂直AB邊入射時(shí)，在ABC棱鏡中看見(jiàn)一束光，但是ADC棱鏡中看見(jiàn)兩束光，求：ADC棱鏡中分開(kāi)的兩束光的夾角q ，確定e光和o光，并畫(huà)出其光矢量的振動(dòng)方向。（已知 ：方解石的折射率為no1.658，ne1.486）（10分）答案一、填空題（每小題4分，總共24分）1. 56.30 ； 33.702. 上凸3. 4pn2el1n14. 否 ；是5. 相同； 不同6. 自然光；線偏振光；部分偏振光二、簡(jiǎn)答題（每小題6分，總共36分）1. 2.

6、 光程變化 相位變化3.4. P2P1磁致旋光材料5. 這種器件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，讓偏振片P1與P2的透振方向成450，調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度B，使從法拉第盒出來(lái)的光振動(dòng)面相對(duì)P1轉(zhuǎn)過(guò)450。于是，剛好能通過(guò)P2；但對(duì)于從后面光學(xué)系統(tǒng)(例如激光放大器等)各界面反射回來(lái)的光，經(jīng)P2和法拉第盒后，其光矢量與P1垂直，因此被隔離而不能返回到光源。6. 正午太陽(yáng)直射，穿過(guò)大氣層厚度最小。陽(yáng)光中被散射掉的短波成分不太多，因此垂直透過(guò)大氣層后的太陽(yáng)光基本上呈白色或略帶黃橙色。早晚的陽(yáng)光斜射，穿過(guò)大氣層的厚度比正午時(shí)厚得多，被大氣散射掉的短波成分也多得多，僅剩下長(zhǎng)波成分透過(guò)大氣到達(dá)觀察者，所以旭日和夕陽(yáng)呈紅色。三、(10分) 解：沒(méi)插玻璃片之前二光束的光程差為插玻璃片之后二光束的光程差為因此，玻璃片的厚度為四、(10分) 解：由已知最多接收到7條譜線，但d / a=2有缺級(jí)m=2、4的譜線消失。因此，屏上可接收到5條譜線，分別為m=0、1、3、5。五、(10分) 解：半波帶數(shù)為奇數(shù)時(shí)，光強(qiáng)極大；半波帶數(shù)為偶數(shù)時(shí)，光強(qiáng)極小。因此N1，3時(shí)光強(qiáng)出現(xiàn)極大；N2，4時(shí)光強(qiáng)出現(xiàn)極小。由于因此，分別算出光強(qiáng)極大值的位置為：；光強(qiáng)極小值的位置為：； 六、(10分) 解：對(duì)于振