** ****中*** * ** ** * * ** ** * * ** *** *** *** *** ** * * * * * **** ************ *** ** ** ** ** ** ** * * 线 * * * * * * * * ** ** * ** * 订 * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** *装 *国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（首页）2006-2007 学年第 2 学期试题名称 ： 光学（ B ）共 4 页第 1 页专业年级学号 姓名授课教师分数一、选择题 （每题 3 分，共 21 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) ?λ．(B) 1.5n(C) n ?λ． (D) 3?λ．［］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 ） 2π （ B ） 3π （ C ） 4π （ D ）π［ ］4．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)75cm［ ］5．显微镜的物镜和目镜的象方焦距分别为f 0 和 f e ，欲增大显微镜的放大本领，须使：（ A ） f 0 很短， f e 很长； （ B ） f 0 很长， f e 很短；（ C ） f 0 、 f e 均很长； （ D ） f 0 、 f e 很短。
［］6．单轴晶体对e 光的主折射率 n ec， V e 是 e 光的什么速度？V e（ 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3 分，共 24 分）1． 用波长为的单色光照射杨氏双缝，如用折射率为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 命题教师或命 院系负责 月日教师题负责人签字年人签字中国海洋大学命题专用纸2006-2007 学年第 2 学期 试题名称： 光学（ B ）共4页第 2 页2 . 在菲涅耳园孔衍射中，入射光的强度为I 0 ，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 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 I 0 的自然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 /OF7．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。
n <n三、简答题（共 15 分）211 i他的理论根据是什么？(4 分)．光的干涉现象和衍p 射现象有何不同？如何解释光的衍射现象？2 ．简述瑞利判据。
(3 分 ) n 1n 2**中国海洋大学命题专用纸* * * * 22006-2007 学年第 2 学期 试题名称 ： 光学（ B ）共4页第 3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10 分，共 40 分）1．用波长为500 nm (1 nm=10 -9 m)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 = 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纹？2．钠黄光是由波长 1 =nm 和2 = nm (1 nm = 10 -9 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．中国海洋大学命题专用纸（附页3）2006-2007 学年第 2 学期试题名称：光学（B）共4页第 4 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、 P 2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）1． A3 分，共24 分）二、填空题（每题1. 5×10-3mm2. 4I03. 204. I 0/8P F’F5. 6.n1<n2●i p●n1●n27.8.三、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大于不等式右边所，该判据表明，当且仅当物体上两点之间的距离n sin、物方折射率 n 以及显微物镜的半孔径角规定的量时，才被看作是分开的两点。
这个量与入射光波长有关。
通常 n<2， sin()<1 ，所以可分辨的距离一般不小于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1处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗e2＝32纹中心处，即 A 处膜厚度e4 =2e4 / l3/ 2l＝× 10-5 rad∴(5 分) (2)由上问可知 A 处膜厚为e4＝ 3× 500 / 2 nm ＝ 750 nm对于＇＝ 600 nm 的光，连同附加光程差，在 A 处两反射光的光程差为12e4 /1(5 分)2e4，它与波长之比为 3.0 ．所以A处是明纹222. 解：(1) 应用光栅公式(a b) sin 11sin158950010 611(1 分)a b1 = 17°′(1 分)sin2589.650010 621(1 分)a bL(2) 光的数Na b2 = 17°′(1 分)= 17°′ - 17°′ = 1′(1 分) 100× 500 = 5 × 104(2 分)光的第一光中波= 600 nm 正好能分辨的波差6003. 解：N510 4nm= nm(3 分)由意 2 ， s1( f1 6)(2 分)s2(2 分)( f6)111(2 分)s( f6)f解得f’=12cm,s’=36cm(4 分) 4.答：晶片光与P 1的偏振化方向角，如所示．色光通P1后，成沿N1N1方向振的偏振光，假定其振幅A．通晶片后，分解振幅分A1o和 A 1e的振方向互相垂直的偏振光：晶片厚度l ，其相位差2n e ) |l | (n o(2 分)两束偏振光的光振只有在偏振化方向N 2 N 2的分量得以通P2，所以出射光振幅各：A2o A1o cos A sin cos其方向正好相反，所以又引入相位差．(3 分)，出射的两束光振幅相等，率相同，振方向同在一直上，有定的相位差2n e ) |l | (n o(2 分)表出干涉象．厚度楔形的晶片来，通等厚上各的两束光有相同的相位差．当= 2k，k = 1、 2、 3、⋯，得亮条当= (2 k+1)，k = 1、 2、 3、⋯，得暗条(3 分)。