光学复习习题0910学年.docx
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光学复习习题0910学年
一、多项选择题
1．光波是（）
A．横波B.纵波C.电磁波D.机械波
2．相干光是指（）
A．振动方向相同、频率相同、位相差不变的两束光
B．振动方向相互垂直、频率相同、位相差不变的两束光
C．两个一般的独立光源发出的光
D．同一个发光体上不同部分发出的光
E．从同一点光源发出的经过不同光程的两束光
3．单色光从空气射入水中时，则该单色光的（）
A．频率不变B．波长不变C．速度不变D．颜色不变
4．在杨氏双缝干涉实验中，下列哪种情况下仍然能观察到清晰干涉现象（）
A.在某一缝后放置一片n近似等于1的半透明介质片
B.在某一缝后放置一片n较大的厚透明介质片
C.使通过某一缝的光经过多次反射后再到达光屏
D.在两缝后各放置一个尼科耳棱镜，且使它们的主截面相互平行
5.在双缝干涉实验中，若用一片能通过光的薄云母片将上缝盖住，干涉条纹将（）
A.上移B.下移C.不动D.先上移后下移
6.一束波长为
的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，要使反射光线得到加强，薄膜的厚度应为：
（）
A.
B.
C.
D.
7.若在透镜表面覆盖一层厚度为
的象氟化镁那样的透明薄膜，其该薄膜的主要作用是（）
A.保护透镜使其免受损伤B.增加波长
光的透射能力
C.作为滤色片滤光D.增加波长
光的反射能力E.校正透镜的象差
8.严格地讲，空气折射率大于1，因此在牛顿环实验中若将玻璃层中的空气逐渐抽去而成为真空时，干涉环将（）
A.变大B.缩小C.不变D.消逝
9.牛顿环实验装置是用一平凸透镜在平板玻璃上，今以平行单色光从上向下透射，并从上向下观察，观察到有许多明暗相同的同心圆环，这些圆环的特点是（）
A.接触点是明的，明暗条纹是等间距的圆环
B.接触点是明的，明暗条纹是不等间距的同心圆环
C.接触点是暗的，明暗条纹是等间距的同心圆环
D.接触点是暗的，明暗条纹是不等间距的同心圆环
10.用白光照射竖直放置的铅丝围成的薄肥皂水膜时，将观察到彩色干涉条纹，其干涉条纹的特点是（）
A.具有一定间距的稳定条纹B.条纹下移，其间距越来越大
C.条纹下移，其间距不变D.条纹上移，其间距越来越大
E.条纹上移，其间距不变
11.在迈克尔逊干涉仪的实验中，最初由钠光灯（
在视场中获得一组最清晰的等厚干涉条纹，然后沿一个方向移动可动镜
这时将观察到（）
A.条纹不变
B.条纹位置不动，清晰度逐渐减小直到光强均匀分布
C.条纹移动，清晰度不变
D.条纹移动，清晰度先减小而后增加
12．下列哪几种现象是干涉的结果（）
A．肥皂泡所现得颜色B.单缝的衍射图样
C.马路积水上油膜所现的颜色D.白光通过玻璃棱镜所现得颜色
13.光波的衍射没有声波显著，是由于（）
A.光是电磁波B.光速比声速大
C.光有颜色D.光的波长比声波小得多
14.观察屏上得到单缝夫琅和费衍射花样，当入射光波长变大事，中央极大值（）
A.宽度变小B.宽度变大C.宽度不变D.变为极小值
15．波长为
的单色光，从远处光源发出，穿过一个直径为D的小孔，投射到与孔相距为S处的屏幕上，这时观察到幕上正对孔中心的P点处是暗的，若逐渐增大小孔的直径，则P点的光强（）
A.仍是极小值B.变为极大值C.在极小值、极大值之间交替改变
D.处于极小值、极大值之间不变
16.一光束通过衍射光栅构成夫琅和费衍射，当光栅在光栅所在平面上沿刻线的垂直方向作微小移动，则衍射图样（）
A.作与光栅移动方向相同方向的移动
B.作与光栅移动方向相反方向的移动
C.中心不变，衍射图样变化D.没有变化E.强度发生变化
17.一束平行光垂直入射到衍射光栅上，将得到光栅形成的谱线，若使入射光线相对光栅转动一个角度
，则谱线（）
A．不变B.位置不变，数目增加
C.数目不变，位置改变D.位置改变，数目增加
18.在光栅衍射实验中，为了得到较多的谱线，应该（）
A.增大光栅常数dB.减小光栅常数d
C.增加狭缝数ND.减小狭缝数N
E．使光倾斜入射
19.判断下列叙述那些是正确的（）
A.实物发光点和实像的象点一样，都是实际光束的顶点
B.无法用眼睛直接辨别作为光束顶点的实物和实像
C.实物和实像一样，在任何方向都可以看到
D.在实像和虚像处都可以得到一亮点
20.宇航员看到太空一片漆黑，是因为太空中（）
A.没有光线通过B.没有微尘作为光线的散射中心
C.没有实物发光点存在D.人眼失去视觉效应
21.深度为3cm的水面上（n水=1.33）漂浮着厚为2cm的醇（n醇=1.36），则在醇面上方观察水底的物点是
（1）若垂直向下看，其像似深度为（）
A.3.76B.3.68D.3.72D.看不到像
（2）当观察的倾角逐渐增大时（）
A.像似深度随之增加B.像似深度随之减小
C.像越来越清晰D.像越来越模糊
22．直径为1m的球形鱼缸的中心处有一条没游动的小金鱼，若不计玻璃缸壁的影响，则缸外的观察者将看到（）
A.鱼在原处是放大的B.鱼在原处是缩小的
C.鱼在原处不放大也不缩小D.鱼靠近观察者
E.鱼远离观察者
23．在下列情况中，在哪种情况下能得到物体完善的像（）
A.经平面反射成像B.经平面折射成像
C．经球面反射成像D.经球面折射成像
24.用眼睛观察一物体，然后在眼睛与物体之间垂直放入一块厚度为d、折射率为n的平板玻璃，则看上去被观察的物体好像近了（）
A.dB.
C.
D.ndE.d（n-1）
25.一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜前12cm处，现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处，则最后成像的性质为（）
A.一个倒立的实像B.一个放大的虚像
C．一个放大的实像D.无像
26.一个折射率为n=1.50,焦距为f/=6cm的双凸薄透镜，放在折射率为n/=1.62的CS2液体中，距透镜S=-30cm处有一发光物体，则物体经该透镜所成的像为（）
A.一个放大倒立的实像B.一个缩小正立的虚像
C.一个放大正立的虚像D.一个缩小倒立的实像
E．一个等大倒立的实像
27.在近轴光学系统中（）
A.要求通光孔径很小B.从物点到像点间所有光线的光程都相等
C.只强调光线必须近轴D.只强调物点必须近轴
E．不可能使横向放大率与角放大率同时增大
28.根据显微镜的构造和原理，判断下列各命题哪些是正确的（）
A.显微镜的光学间隔越大，放大本领越大
B.显微镜的放大本领等于物镜的横向放大率
C.物镜焦距越大，显微镜的放大本领越大
D.显微镜所成的像是正立放大的实像
29.开普勒望远镜和伽利略望远镜的（）
A.光学间隔均为零B.像都是倒立的
C.物镜的横向放大率都小于1D.镜筒越长放大本领越大
30.在共轴光学系统中起限制光束作用的（）
A.是光具组中第一个透镜的孔径
B.是光具组中最末一个透镜的孔径
C.是光具组中作为有效光阑的那个光阑或透镜的孔径
D.是光具组中直径最小的光阑或透镜
E.有效光阑是固定不变的
31.一个光源发出的光经一遮光板上的两个小孔射向远处的光屏，一个小孔的直径为0.02mm，另一个小孔的直径为0.1mm，则经过前者在光屏上形成的光斑直径与经过后者在光屏上形成的光斑直径相比（）
A.后者是前者的5倍B.后者比前者还要小
C.后者是前者的10倍D.后者是前者的2倍
E.两者基本相等
32.一束光垂直入射到其光轴与表面平行的偏振片上，当偏振片以入射光方向为轴转动时，发现投射光的光强有变化，但无全暗情形，试问入射光应是（）
A.自然光B.部分偏振光C.全偏振光D.不能确定其偏振情况的光
33.沿x轴传播的光，其电矢量为
、
这个光是（）
A.线偏振光B.左旋圆偏振光C.右旋圆偏振光D.椭圆偏振光
34.一束平面偏振光垂直入射到一晶体上，晶体的光轴既不平行也不垂直于晶体表面。
该光通过晶体后，射到屏幕上，便产生e光和o光的亮斑。
当晶体绕寻常光线方向转动时，其亮斑的变化规律是（）
A.o光和e光完全重合，其光强不变
B.o光不动，e光绕o光转动且光强都不变
C.o光不动，e光绕o光转动且光强都不断改变
D.e光不动，o光绕e光转动，其光强都不断变化
E.e光不动，o光绕e光转动，其光强不变
35.右旋圆偏振光垂直通过半波片后，其出射光的偏振态为（）
A.线偏振光B.右旋椭圆偏振光
C.右旋圆偏振光D.左旋椭圆偏振光
E.左旋圆偏振光
36.光波的电场表示为
下列叙述中正确的是（）
A.当
时（n=0、
、
......）为线偏振光
B.当
时为圆偏振光
C.除
以外情况均为椭圆偏振光
D.用一
波片可使任意
情况下的光变为线偏振光
E.当
时，用任意放置的
波片都可得到一圆偏振光
37.一束可见光通过一团烟雾时，可发生（）
A.反射B.折射C.衍射D.散射
38.晴朗的天空所以呈浅蓝色，清晨日出或傍晚日落的晨曦和晚霞呈现红色，其原因是（）
A.太阳光被大气所吸收B.太阳光被大气所色散
C.太阳光被小水滴所反射D.太阳光被大气中的尘埃微粒所衍射
E.太阳光被大气散射
39.下列叙述中正确的是（）
A.光通过物质后，强度的减弱只是物质对光的吸收作用所引起的
B.在云雾中红光比蓝光的穿透力强，是由于物质选择吸收的作用
C.光在各向同性均匀物质中的直线传播，是由于各分子振子在各方向具有相同的固有频率。
D.在光学性质完全均匀的物质中，是不可能产生散射的
E.色散现象只能发生在各向异性的物质中
40.随着绝对温度的升高，黑体的最大发射本领（）
A.取决于周围环境B.不变
C.向长波方向移动D.向短波方向移动
E.先向长波方向移动，随后移向短波方向
41.在光电效应中，电子能否从金属板中逸出，决定入射光的（）
A.频率B.强度C.照射时间长短D.入射角的大小
42.在康普顿散射实验中，一单色准直X射线入射在石墨上，经散射后散射波的性质为（）
A.散射波除入射波长外，无其它波长
B.波长的增加值与散射角无光
C.波长的增加值随散射角的增加而减小
D.波长的增加值与入射波的波长无关
E.波长增加的散射波与波长减小的散射波是对称的
43.在观察康普顿效应时，入射光可用（）
A.可见光B.红外光C.紫外光D.X射线E.
射线
二、填空题
1.两相干光，经历不同的几何路程r1和r2,到达空间同一点P，它们所经过的空间介质的折射率分别为n1和n2,则它们对应的光程各为_________和_________。
当光程差等于_____________时，两光相干得到最大值，当光程差等于_______________时，两光相干得最小值。
2.杨氏双缝装置中，当缝的间距变小时，屏幕上的条纹间距变_______；当入射光的波长变小时，条纹间距变__________；若移动屏幕，使缝到屏幕的距离增大，则条纹间距离变_____________。
3.有一劈尖，折射率为n，尖角为
，在某一单色光的垂直照射下，可测得两相邻明条纹之间的距离l，则此单色光在真空的波长等于_____________,而且当劈尖的尖角
变大时，干涉条纹将____________方向移动，相邻干涉条纹间距离将变___________。
4.牛顿环的干涉圆条纹，离圆心越远，则相邻圆条纹间的距离越__________。
其里面的条纹级次__________,外面条纹的级次____________。
当透镜离开平板玻璃时，圆条纹将向________________方向移动
5.在垂直观察牛顿环的实验中，当透镜和玻璃之间为真空时，第十个明环的直径为
m，当透镜和玻璃之间充以某种液体时，第十个明纹的直径为
m,则这种液体的折射率为n=________________。
6.硅片（n=4）上的二氧化硅（n=1.5）薄膜，对由空气中垂直入射的、波长为570nm的黄光反射增强，则该膜的厚度至少为_____________米。
7.单缝宽度a=0.05mm，用平行橙光（
=600nm）垂直照射时，一级暗纹的衍射角等于__________________,若将此装置全部浸入折射率n=1.62的二硫化碳液体中，一级暗纹的衍射角等于________________。
8.光栅常数为d,当波长为
的光线垂直入射时，最多能看到的条纹级__________,当光线以入射角
入射时，最多能看到的条纹级数__________________。
9.布儒斯特定律的数学表达式是：
___________________。
当入射角等于布儒斯特角时，则反射光振动面___________于入射面，而且反射线_________于折射线。
10．用方解石（n0=1.658,ne=1.486）制作1/4波片（对
=589.3nm的光波而言），则晶体的最小厚度d应为_______________,代入数值，可得d=_____________米。
11.将1/4波片放在两个偏振化方向正交的偏振器中间，且晶片的光轴与起偏器的的偏振化方向之间的夹角为45°，已知晶片材料n0大于ne，光线经过晶片后，o光和e光的位相关系为
=__________,经晶片后的光属于_______偏振光，
O光经检偏器后的光线是________偏振光。
12.一束自然光自空气入射至折射率为
的某种材料的平板上，当入射角等于_________时，反射光为完全偏振光。
13.表面平行放置的两偏振片，使它们的偏振方向成30°角，让自然光垂直入射后，其透射光强与入射光强之比等于_____________。
14.在通常亮度下，人眼瞳孔的直径为3mm，人眼对波长600nm的光的最小分辨角为_____________弧度。
15.氪红线波长为605.7nm，谱线宽度
，则它的相干长度为______,
相干时间为___________。
16.干涉现象的显著程度可用干涉条纹的_______来描述，其定义为__________。
17.在空气中，波长为500nm的光波从一点A传到另一点B，若在A、B间插入一块厚度L=1mm的玻璃平板（n=1.5）,则B点光波的位相将改变__________。
18.单色光垂直入射光栅，衍射光谱中总共出现7条明纹，已知光栅透光和不透光部分的宽度相等，则这些明纹的级别分别是____________________。
19.单色自然光从折射率n1的介质射入折射率为n2的介质，反射光波发生
跃变的条件是__________________；发生全反射的条件是______________。
20.渥拉斯棱镜的作用是____________________________，
21.地球和月亮的距离为
m，用2.5m的天文望远镜能分辨月球表面两点的最小距离为_____________（设波长为550nm）
22.光的偏振态有___________________________________________________。
23.衍射可分为_________________和_________________两大类。
24.线偏振光分别垂直入射到1/2波片及1/4波片，当入射光光矢量的振动方向与波片光轴夹角均为45°时，则上述两种情况下出射光的偏振态分别是__________________和________________。
25.一束光强为I0的自然光，通过偏振化方向夹角为60°的两偏振片，则出射光强为____________________。
26.光源的相干长度与相干时间的关系为_______________。
相干长度愈长，说明光源的时间相干性________________。
27.获得相干光的方法有_________________、________________、____________
28.迈克耳孙干涉仪的可动反光镜移动了0.310mm，干涉条纹移动了1250条，则所用的单色光的波长为_________________。
三、简答题
1.有几种方法可以使线偏振光的振动方向旋转90°?
试举其中两种加以说明。
2.为什么厚的薄膜不能观察到干涉条纹？
如果薄膜的厚度很薄（远小于入射光的波长），则能否观察到干涉条纹？
3.观察光栅产生的衍射光谱，若将光栅的狭缝隔缝遮盖，问光栅的分辨本领和色散本领是否变化？
4.提高显微镜分辨率的主要途径是什么？
5.有三束同波长的单色光，一束是由自然光和线偏振光组成，一束由自然光和圆偏振光组成，另一束是椭圆偏振光，则如何利用偏振片和1/4波片鉴别它们？
6.在照相物镜上通常镀上一层光学厚度为
的介质膜，问：
（1）介质膜的作用是什么？
（2）求此时可见光（390-760nm）反射的最大的波长。
7.某人在他眼睛前方握着一个竖直方向的单狭缝，通过此缝注视一遥远的光源，他看到的衍射图样是夫琅禾费衍射还是菲涅尔衍射？
8.牛顿环与等倾干涉条纹有何异同？
实验中如何区分这两种干涉图样？
四、计算题
1.一光栅宽为50mm,缝宽为0.001mm，不透光部分宽为0.002mm，用波长550nm的光垂直照明。
试求：
（1）光栅常数
（2）能看到几级条纹？
有没有缺级？
（3）若以30°角入射，则屏上呈现的实际级次为多少？
（4）正入射时一级条纹的角宽度为多少？
分辨本领为多少？
2.按以下要求设计一块光栅：
（1）使波长600nm的第二级谱线的衍射角小于30°，并能分辨其0.02nm的波长差
（2）色散尽可能大
（3）第三级谱线缺级
则该光栅的线数、光栅常量、缝宽和总宽度分别是多少？
用这光栅总共能看到600nm的几条谱线？
3．在空气中垂直入射的白光从肥皂膜上反射，在可见光谱中630nm处有一干涉极大，而在525nm处有一干涉极小，在这极大与极小之间没有另外的极小。
假设膜的厚度是均匀的，试问这膜的厚度是多少毫米？
（肥皂水的折射率与水相同，n=1.33）
4.白光垂直照射到空气中一厚度为380nm的肥皂水膜上。
反射光中哪些波长的光增强？
5.波长为680nm的平行光垂直地照射到12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被厚为0.048mm的纸片隔开。
试问在这12cm内呈现多少条亮条纹？
6.有一劈尖，折射率n=1.4，尖角
，在某一单色光的垂直照射下，可测得两相邻条纹之间的距离为0.25cm,试求：
（1）此单色光在空气中的波长
（2）如果劈尖长为3.5cm，那么总共可出现多少条亮条纹？
7.一块厚度为0.05mm的方解石波片放在两个正交的线偏振器中间，波片的光轴方向与两线偏振器透光轴的夹角为45°。
问在可见光范围内，哪些波长的光不能透过这一系统？
8．在两个正交的偏振器之间插入一块1/2波片，让强度为I0的单色光通过这一系统。
如果将波片绕光的传播方向旋转一周,问：
（1）将看到几个光强极大值和极小值？
求出光强极大值和极小值的数值和对应的波片方位。
（2）用1/4波片代替1/2波片，结果又如何？
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