光学考试试卷（附答案）
班级姓名学号成绩
题号一二三四总分
得分
本题
得分
一、填空题（本大题共9题，每题2分，共18分）
1．在几何光学系统中，唯一能够完善成像的是系统，其成像规律为。
2．单色光垂直入射到由两块平板玻璃构成的空气劈尖中，当把下面一块平板玻璃缓慢向下
移动时，则干涉条纹，明暗条纹的间隔。
3．在夫琅和费单缝衍射中，缝宽为b，缝屏间距为L，波长为，零级条纹的宽度为，一级暗条纹的宽度为。
4．曲率半径为 R的凹球面镜的焦距为，若将球面镜浸入折射率为
该系统的焦距为。
5．在光栅衍射中，第三级缺级，则光栅常数与缝宽的比为n的液体内，；还有第
级主极大缺级。
6．在菲涅耳圆孔衍射中，对轴线上的的P点，孔径越小，波带数越P点离圆孔越近，波带数越。
；对给定
7．当物处于主光轴上无穷远处，入射光线平行于主光轴，得到的像点称为；在
通常情况下，薄透镜成像的高斯公式是8．主平面是理想光具组的。
一对共轭平面；节点是理想光具组的
一对共轭点。
9．在洛埃镜实验中，将屏移至与玻璃平板相接触，则在接触处出现的是条纹，这一事实证实了。
本题
得分
二、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
得分
1．用半波带法研究菲涅耳圆孔衍射时，圆孔轴线
上
P点的明暗决定于
（A）圆孔的直径；（B）光源到圆孔的距离；（C）圆孔到P点距离；（D）圆孔中
心和边缘光线到P点的光程差
2．一发光点位于凹球面镜前40cm处，镜面曲率半径为16cm，则象距为
（A）-10cm；（B）-20cm；（C）-30cm；（D）-40cm
3．为了测定金属丝的直径，可把它夹在两平板玻璃的一端，测得两相邻干涉条纹的
间距为d，若金属丝与劈尖的距离为L，所用单色光的波长为，则金属丝的直径为（A）
L/d；（B）d/L；（C）d/2L；（D）L/2d
4．在夫琅和费双缝衍射中，零级包迹中含有11条干涉条纹，必须满足下列条件（缝宽为 b，缝间不透明部分为a）
（A）a=2b；（B）a=3b；（C）a=4b；（D）a=5b
5．一双凹透镜折射率为n，置于折射率为 n的介质中，则下列说法正确的是
（A）若n>n，透镜是发散的；（B）若n>n，透镜是会聚的；（C）若n>n，透镜
是发散的；（D）双凹薄透镜是发散的，与周围介质无关
6．空气中，薄透镜的横向放大率为
（A）f/x；（B）x/f；（C）-f/x；（D）-x/f
7．在玻璃表面镀上一层透明的MgF2（n=1.38）薄膜，对于波长为的入射光，增透膜的最
小厚度为
（A）/2；（B）/4；（C）/2n；（D）/4n
8．夫琅和费单缝衍射中，零级中央亮条纹的光强为I0，光波波长为，当缝两边到屏上的P
点的光程差
为
/4时，P点的光强约为
（A）I0/2；（B）I0/4；（C）2I0/5；（D）4I0/5
9．将折射率为n1=1.5
的有机玻璃浸没在油中，油的折射
率为
n2=1.10，试问：全反射的临
界角为
1.10
；（B）arccos 1.10
（C）1.10/1.50；（D）1.50/1.10
（A）arcsin ；
1.50 1.50
10．在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n、厚度为h的透明介质片后，两光
束光程差的改变量为
（A）2（n-1）h；（B）2nh；（C）nh；（D）（n-1）h
本题
得分
三、作图题：（本大题1题，10分）用作图法求出物点S的像点。
S F H H F
本题
得分
四、计算题（本大题共4题，
共
42分）
1．一个玻璃半球的曲率半径为R，折射率为1.5，其平面的一面渡银，将高为
球面顶点前2R处，求该玻璃半球所成像的位置及性质。
（10分）
h的物体放在
n1 n2
O
C
-2R R
2．波长500nm的单色平行光垂直投射到平面光栅上，已知光栅常数d3.0 m，缝宽
b1.0 m，光栅后会聚透镜的焦距f1m，试求：1）单缝衍射中央明纹宽度。
2）在该
宽
度内有几个光栅衍射主极大。
3）总共可以看到多少条谱线。
4）若将垂直入射改为入射角
i300的斜入射，衍射光谱的最高级次和可看到的光谱线总数。
（12分）
3．在平面玻璃（n=1.5）片上滴上一滴油（ n=1.6），用波长=500nm的单色光垂直照射，
观察反射光的干涉图样，问（ 1）油滴外圈最薄的区域是亮还是暗？（2）如果油滴中心最高厚度为650nm,能看到几个亮环？最内一个亮环所在处油层厚度是多少?（3）当油滴扩大时，干涉图样如何变化？（ 10分）
4．在反射光中观察某单色光所形成的牛顿环。
其第2级亮环与第3级亮环间距为1mm，求
第11和12级亮环之间的距离。
（10分）
答案
一、填空题（本大题共9题，每题2分，共18分）
1．平面反射，物和像大小相等，相对于镜面对称，等。
2．向棱边移动，不变。
3．2L，L。
b b
4．-R/2，-R/2n。
5．3，6；9；12；⋯.。
6．多，少。
f f
7．像方焦点，1。
s s
8．=+1，=+1。
9．暗，半波损失。
本题
得分
二、选择题（本大题
共10题，每题3分，共 30分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 得分 D A D D A C D D A A
本题
得分
三、作图题（本大题1题，8分；入射光线2 分，出射光线 2分，像2分，虚实线错误2分）
S F H H F S
本题
得分
四、计算题（本大题共5题，分别为8分、8分、8分、10分、10分，共44分）
1．解：S120cm （3分）
S220cm （3分）
121（2分）
2．解：（1）
2 f
（3分）l 5.46mm
b
（2）
fH2O
n(n 1)f cm
（3分）n n
171
2 fH2O （2
分）
l 14mm
nb
3．解：（1）h 0,
2
暗环（2分）
（2）h, h 4.164个亮环，
2n h
4h 2500
625nm （3分）
1.6
（3）条纹向中心移动，条纹数减少，间距增大（3分）4．解：S120cm,1 1 （3分）S230cm, 2 3 （3分）
S3 6.67cm, 3 0.33, 1倒立等大实像（4分）d
5．解：（1）3，0，1，2共5个主极大（3分）
b
（2）D j 2.52106rad/nm
dcos
1.26 103rad
f 1.26mm （4分）
（3）2的第2级位置0.294m，
1 的第3级位置0.463m，
不重叠，可以分
辨（3分）。