《光学》A卷详细答案.pdf

2009 －2010 年第1 学期光学试卷A 参考答案 一．填空题（36 分） 1. （2 分）光的本性是 波粒二象性 。 2.（4 分）真空中一光源发出的光波的波长为540nm，则光波的频率为 5.6 ×1014 Hz ， 当光波射入水中时（水的折射率为1.33），波长为 406 nm 。 3. （4 分）光线从水中射入空气中时，其全反射临界角为 48.75 度，当入射角为 36.94 度时，反射光线为线偏振光。 4. （4 分) 一光波的波函数可写为 ，则这列波的偏振态是 右 旋 椭圆 偏振 光。 5. （4 分）等倾干涉条纹的形状是一些同心圆环，中央条纹级数 高 于边缘条纹级数，牛 顿环的形状也是一些同心圆环，中央条纹级数 低 于边缘条纹级数。 6. （2 分）一小球放置在两玻璃板之间构成尖劈型薄膜，当用波长为540nm 的光波垂直照射时， 在玻璃板表面从角棱处到小球处共看到10 条干涉暗纹，则小球的直径为 2430 nm 。 7. （4 分）夫琅禾费单缝衍射光强分布公式为 ，其中各参量的含义为 I 为屏幕上 0 中央点的强度，为衍射角 （狭 缝的宽度为a ）。 8. （2 分）一望远镜物镜直径为D ，距它l 处刚好能分辨的两颗星之间的间隔为 。 9. （4 分）一菲涅尔波带片对轴上一点而言共有20 个半波带，将其中10 个奇数带遮挡，则轴上 这一点的光强为光自由传播时的 400 倍。 10. （2 分）当一束自然光入射一方解石晶体时，入射光分解为非常光和寻常光，这两束光的光强 之比为 1 。 11. （2 分）如何检验椭圆偏振光和部分偏振光 令光通过一偏振片，旋转偏振片，使光强极大， 再在偏振片之前放置一块四分之一波片，使光轴与偏振片透振方向垂直或平行，再旋转偏振片， 出现消光现象的为椭圆偏振光 。 12. （2 分）令单色自然光通过一偏振光干涉装置，其中，波晶片的厚度是不均匀的，观察通过这 一装置的光线，可看到的现象是 出现了等厚条纹 。 二．简答题（10 分） 如图所示，将一平板玻璃放在一平凹透镜上，问： （1）形成的是什么形状的干涉条纹？干涉条纹的级数是中央级数高还是边缘级数高？ （4 分） 1 / 4 （2 ）若向下按平板玻璃，干涉条纹向哪个方向移动？（3 分） （3 ）将装置从空气放入水中时，干涉条纹又如何移动？（3 分） 答：（1）干涉条纹为亮暗相间的同心圆环，条纹级数中央高。 （2 ）干涉条纹向中央移动 （3 ）干涉条纹向边缘移动 三．计算题（54 分） 1. （12 分）一光学系统由会聚透镜L1 和发散透镜 L2 组成，两透镜之间的距离为5cm，两透镜 的焦距分别为5cm 和 15cm，一高为2cm 的傍轴小物放置在L1 左方 10cm 处，则通过该光学系 统所成的像的位置，高度，虚实，倒正如何？ 解：这是两次成像的问题，按照逐次成像的方法求解即可。 ‘ （1） 第一次成像：p1= －10cm，f 1=－5cm，f 1=5cm，由牛顿公式可得： ，，…………………………………………….(2 分) 则=10cm…………………………………………….(1 分)； 放大率…………………………………………….(1 分)