現代光學根底試卷及答案東南大學考試〔A卷〕線自覺遵守考場紀線自覺遵守考場紀律名姓封密如考號試學作弊此答卷無

考試10-11-得名稱 學期 2 分適用 考試 閉卷 考試時120專業 形式 間長度分鐘題一二三四五六七八總得批效一、選擇和填空題(18題,36分,每題二分)、將折射率為1.50的有機玻璃浸沒在油中，油的折射率為1.10，試問光線從有機玻璃射向有機玻璃與油的界面時全反射臨界角是〔 A 〕A、arcsin(1.10/1.50)；B、1.10/1.50； D、arccos(1.10/1.50)；E、arctan(1.50/1.10)。楊氏試驗裝置中，光源的波長為600nm，兩狹縫的間距為2mm，試問在離縫300cm處的光屏上觀看到干預把戲的間距是多少毫米〔B 〕A、4.5mmB、0.9mm；C、3.1mm；D、4.1mm；E、5.2mm。在以下光的試驗中，正確的說法是〔 A 〕A、法布里-珀羅干預儀是多光束干預儀；B、邁克耳遜干預儀是分波面干預儀；C、夫瑯禾費衍射是一種近場衍射；D、楊氏雙縫干預是分振幅干預儀。一物體置于焦距為8cm的薄凸透鏡左邊12cm處，將另一焦距為6cm的薄凸透鏡放在第一個透鏡右側30cm處，最終成像的性質是〔 E 〕AB、放大的虛像；C、放大的實像；D、縮小的虛像；E、成像于無窮遠處。假定汽車車燈的波長是500nm的綠光，汽車兩個前車燈的間距為1.22m，人眼在夜間的瞳孔直徑D＝5mm只汽車前燈的最大距離是多少公里〔C〕？A、1kmB、3km；C、10kmD、30km；E、100km。對于抱負光具組基點和基面的描述，以下說法錯誤的選項是〔B〕A.主點是一對共軛點；B.焦點是一對共軛點；C.節點是一對共軛點；D.兩主平面上的任一對等高點共軛。在邁克爾遜干預儀的一條光路中放入一折射率為n，厚度為d的透亮介質〔A〕A、2(n-1)d； B、2nd；C、nd； D、(n-1)d。在真空中行進的單色自然光以布儒斯特角iB=57o入射到平玻璃板上以下表達中哪一種是不正確的？〔D 〕

90o；C、折射光為局部偏振光；D、反射光的電矢量振動面平行于入射面。線偏振光垂直入射到方解石波片上，線偏振光的振動面與主截面成oe光對應的出射光的振幅比為：〔C〕A、sin；B、cos；Ctan；D、ctg。牛頓環試驗裝置為：以平凸透鏡置于一平板玻璃上構成。以平行單色光從上向下投射，并在反射方向觀看可看到很多明暗相間的同心圓環，這些圓環的特點為〔D〕A、接觸點是明的，明暗條紋是等間距的同心圓環；B、接觸點是明的，明暗條紋是不等間距的同心圓環；C、接觸點是暗的，明暗條紋是等間距的同心圓環；D、接觸點是暗的，明暗條紋是不等間距的同心圓環。1/4波片，使其光軸與上述強度最大方向平行，轉動檢偏器觀看時有一消光位置，問這束光〔D〕A、自然光；BC、局部偏振光；D、橢圓偏振光。P處進展觀測，圓孔恰好露出了3個半波帶。則此時P處的光強應為自由傳播時〔無小孔〕光強的〔B 〕倍A、3倍；B、4倍；C、16倍；D、36倍。對于望遠鏡的放大本領而言，以下描述正確的選項是〔 C 〕A、開普勒望遠鏡所成的是正立的像；B、伽利略望遠鏡的物鏡和目鏡像方焦距均為正值；C、伽利略望遠鏡的目鏡為凹透鏡；DM=f’/f’。目 物夫瑯和費單縫衍射試驗中，假設將透鏡垂直于軸線向上微微平移，則〔A。A、零級條紋跟著上移；B、零級條紋向相反方向移動；C、零級條紋保持不變；D、以上答案都不正確。將鈉燈放射的黃光垂直投射于某一衍射光柵。而這種黃光包含著鈉雙線的波長分別為5890A和5895.9A。假設為了區分第三級光譜中的鈉雙線，光柵的刻線數〔B〕A、222； B、333；C、444；D、555。以下說法錯誤的選項是〔 D A、隱失場是非傳播場；B、隱失波的信息都包含在近場范圍內；C、隱失波隨著離開物體外表在空間急劇衰減；D、隱失場是輻射場。激光掃描共焦顯微鏡運用了空間濾波技術來提高系統的信噪比，為了到達上述目的，在系統中〔B〕A、運用激光作為照明光源；B、光探測器前放置了小孔光闌；C、插入了光束掃描裝置；D、運用了計算機數據采集軟件。波長為555nm輻通量為1瓦的光源其對應的光通量為〔683或Km〕流明，波長為800nm輻通量為10瓦的光源其對應的光通量為〔 0 〕流明。二、問答題(共三題,共2481(8分如下圖的夫瑯禾費衍射裝置，假設分別用〕遮住1〔〕遮住S2縫；(c)S1S2〔分析主最大位置、最小值位置等。透 觀看Ps1a Obs2焦距a〕夫瑯和費單縫衍射的中心主最大在透鏡的主軸上，最小值位置在sin

k；b夫瑯和費單縫衍射把戲和〔a〕完全一樣，不發生變化或位移；sinjd

j＝0，±1，±2…，其中d=a+b；整個把戲受單縫衍射調制，雙縫干預最小值位置是，sin

j” j”2,4,6…；2dsink；b2〔8分〕設晶體是負單軸晶體，玻璃的折射率為n，分別繪出以下兩種情形下自然光經過如下圖的棱鏡后雙折射光線的傳播方向和振動方向〔折射角不必準確，但必需能看出是大于、等于還是小于入射角〕晶體光軸自然光晶體光軸自然光oe玻璃晶體光軸自然光玻璃oeo〔1〕n=ne 〔2〕n>no3〔8分〕汽車的后視鏡都承受凸面反射鏡，請證明凸面反射鏡前任意位置〔︱S︱＞0〕的實物經凸面反射鏡所成的像為一縮小的正立虛像。證明：依據

112

，依據符號法則，對于凸面反射鏡而言，假定光從左側s” s r入射總有：

>0；-

1

2121

21r s s” r s r s r |s|對上式進展改寫可得：

|s|

12|s|1r上式右邊始終為正，可見所成的像與物在凸面鏡的兩側，故實物所成的為正立的虛像；另外由于s” 1 1，所成的像始終為縮小的像。|s| 2|s|1r三、計算題(共四題,共40101、(10分)折射率為1.5的平凹透鏡與平板玻璃構成如下圖的干預裝置，中間的空腔布滿折射率為1.33589.3nm的平行光垂直入射時可看到反射4個圓環形干預暗條紋及中心暗斑：圖中邊緣處條紋是暗條紋還是亮條紋？求水溶液中心處的厚度？假設將空腔中溶液換成折射率為1.62的CS2溶液，圖中邊緣處的條紋是暗紋還是亮紋？此時能看到幾條暗條紋？n=1.5n=1.33n=1.5〔〕依據圖推斷，干預條紋的暗紋公式為： 2nh (2j1)2 2為暗條紋。

，圖中邊緣處厚度為0，對應的應當是0級暗條紋。即邊緣處〔2〕4條暗條紋對應的干預級數分別為0，1，2，3。故水溶液中心可能的最大厚j=4，此時厚度為：h 4

40.58930.89mmax

2n 21.33〔3〕如空腔中的溶液折射率改為1.62，對應的干預條紋的暗紋公式仍為：2nh(2j1)00級暗條紋。即邊緣處為2 2暗條紋。對應的條紋數應為j＝INT(2nh)＋1＝5此時能看到5條暗條紋。2.〔10分)如下圖，單色平行光斜入射到透射式衍射光柵上，入射方向與光柵法線成θ050o20o的方向上消滅第一級光譜，并且位于法θ0

②假設光柵常數d=1u；50d 20θ θ〔 a 〕〔b〕解：①如圖〔a〕所示，入射光線方向與衍射方向位于法線兩側，則1級衍射角為：dsindsin0如圖〔b〕所示，入射光線方向與衍射方向位于法線同側，則1級衍射角為：dsin”dsin0聯立求解上述兩式，得：sin0

1(sinsin”)21即 arcsin[ (sin50osin20o)12.2o10 2②d(sinsin0

)1(sin50osin12.2o)0.555m3．10分)顯微鏡物鏡的焦距為1cm，物鏡的數值孔徑為0.25；目鏡焦距為3cm，20cm。①求此顯微鏡的放大本領是多少？0.58um,求此顯微鏡的區分本領是多少？③物體置于物鏡左側的何處時，才能最終成像在目鏡左方25厘米處？〔〕1=1c，2=3c，l20c，依據顯微鏡放大本領計算公式：M

l 25cm

166.6f” f”1 2〔2〕依據顯微鏡區分本領計算公式y0.61 0.610.581.4152mnsinu 0.25(3)s2’=-25cm，代入成像公式由11 1

＝－2.68cm.s” s f” 22 2 2s2=-(20-s1’)cms1’＝17.32，代入成像公式111

＝－1.06cm.s” s f” 11 1 1物體應放在物鏡左方1.06厘米處。4、(10P1P2d〔no-ne〕d=－λ/3的石英波片W1和2透振方向的夾角分別為45°和30光強為I0的單色平行自然光垂直入射到該裝置，無視吸取和反射等損耗，求出射光波的偏振態和光強。P W I0

光軸P1 P230O45O〔1從第一個偏振片出來的是線偏振光,偏振光方向沿著11I0/2。oe光A=Asin45A=Acos452o e 3經過其次個偏振片出射光仍為線偏振光，偏振方向為P透