《工程光學(xué)》試卷及其答案很多很全.doc

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一、填空題（每小題 3分,共18分） ⒈ 光的干涉分為分波面干涉、分振幅干涉和分振動(dòng)面干涉三類。 ⒉ 在幾何光學(xué)系統(tǒng)中，唯一能完善成像的是平面反射鏡。 ⒊ 開普勒望遠(yuǎn)鏡看到遠(yuǎn)物的象是倒（立)的，伽利略望遠(yuǎn)鏡看到遠(yuǎn)物的象是正（立）的。 ⒋ 光的本性是波粒二象性，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 5. 光的吸收、散射和色散三種現(xiàn)象都是由光和物質(zhì)的相互作用 引起的，實(shí)質(zhì)上是由光和原子中的電子相互作用。 引起的。 ⒍ 激光的主要特點(diǎn)有單色性佳、亮度高、相干性強(qiáng)、方向性好。 二、選擇題（每小題3分，共 12 分） ⒎ 將揚(yáng)氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入折射率為n的介質(zhì)中，其條紋間隔是空氣中的（　A　?。? A. 1/n 倍 B. n 2 倍 C. n 倍 D. 以上結(jié)果都不對(duì) ⒏ 在菲湟耳圓屏衍射的幾何陰影中心處 （A　　　） A. 永遠(yuǎn)是個(gè)亮點(diǎn) B. 永遠(yuǎn)是個(gè)暗點(diǎn) C. 有時(shí)是亮點(diǎn)，有時(shí)是暗點(diǎn) D. 以上說法都不對(duì) ⒐ 由折射率為n = 1.65 的玻璃制成的薄凸透鏡，前后兩球面的曲率半徑均 D　） A. 20 B. 21 C. 25 D. 31 ⒑ 清晨日出時(shí)看到太陽呈紅色，這是由于 （ C ） A. 光的反射 B. 光的折射 C. 光的散射 D. 光的色散 評(píng)卷人 得 分 三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共 10 分） ⒒ 如何區(qū)分圓偏振光和自然光？ 把 一個(gè) l/4片和一個(gè)偏振片前后放置在光路中，迎著光的傳播方向旋轉(zhuǎn)偏振片，在旋轉(zhuǎn)一周的過程中，若光強(qiáng)無變化則是自然光；若光強(qiáng)有變化且出現(xiàn)兩次消光，則該束光便是圓偏振光。 ⒓ 什么是“全息照相”？其主要特點(diǎn)有哪些？ 既能記錄光波振幅的信息，又能記錄光波相位信息的攝影稱為全息照相。其主要特點(diǎn)有：① 它是一個(gè)十分逼真的立體像。它和觀察到的實(shí)物完全一樣，具有相同的視覺效應(yīng)。② 可以把全息照片分成若干小塊，每一塊都可以完整地再現(xiàn)原來的物像（孫悟空似的分身術(shù)）。 ③ 同一張底片上，經(jīng)過多次曝光后，可以重疊許多像，而且每一個(gè)像又能不受其他像的干擾而單獨(dú)地顯示出來，即一張底板能同時(shí)記錄許多景物。 ④ 全息照片易于復(fù)制等。 年級(jí) 專業(yè) 姓名 學(xué)號(hào) 密 封 線 物理學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)試卷 評(píng)卷人 得 分 四、計(jì)算題（每小題10分，共60分） ⒔ 現(xiàn)有兩塊折射率分別為1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角的尖劈。將波長(zhǎng)為 550 nm 的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。（1）試求條紋間距；（2）若將整個(gè)劈浸入折射率為 1.52 的杉木油中，則條紋的間距變成多少？ , ⒕ 已知平面透射光柵狹縫的寬度b = 1.582 10-3 mm ，若以波長(zhǎng)l = 632.8 nm 的 He—Ne 激光垂直入射在這光柵上，發(fā)現(xiàn)第四級(jí)缺級(jí)，會(huì)聚透鏡的焦距為1．5 m．試求：(1) 屏幕上第一級(jí)亮條紋與第二級(jí)亮條紋的距離；(2) 屏幕上所呈現(xiàn)的全部亮條紋數(shù)． ⒖ 有一光闌直徑為5 cm，放置在薄透鏡后3 cm處。透鏡的焦距為5 cm，孔徑為6 cm?，F(xiàn)有一高為3 cm的物P Q置于透鏡前12 cm處。試求：（1）對(duì)主軸上P點(diǎn)的入射光瞳和出射光瞳的大小和位置；（2）像的位置。 ⒗ 高6 cm 的物體距凹面鏡頂點(diǎn)12cm ，凹面鏡的焦距是10cm ，試求像的位置及高度。 年級(jí) 專業(yè) 姓名 學(xué)號(hào) 密 封 線 物理學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)試卷 ⒘ 有一塊平行石英片是沿平行光軸方向切出的。要把它切成一塊黃光的1/4波片，問這塊石英片應(yīng)切成多厚？（石英的n e = 1.552, n o = 1.543, λ = 589.3 nm .） ⒙ 波長(zhǎng)為 0.1 nm的 X 射線被碳?jí)K散射，在散射角為 900 的方向上進(jìn)行觀察。試求：（1）康普頓位移△λ；（2）反沖電子的動(dòng)能。 模擬試題與答案 工程光學(xué)2005——2006年底第一學(xué)期期末考試試題A 一、填空（20分） 1、照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)之間的銜接關(guān)系為： __照明系統(tǒng)的拉赫不變量要大于成像系統(tǒng)的拉赫不變量_、______保證兩個(gè)系統(tǒng)的光瞳銜接和成像關(guān)系__________________________________________ 2、轉(zhuǎn)像系統(tǒng)分__棱鏡式___________和___透鏡式__________兩大類，其作用是：_使物鏡所成的倒像轉(zhuǎn)變?yōu)檎瘛? 3、角放大率、軸向放大率和垂軸放大率三者之間的關(guān)系為、拉赫不變J=nuy 、牛頓公式以焦點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。 4產(chǎn)生偏振光的方法有反射和折射、二向色性、雙折射、散射。 5、麥克斯韋方程組的微分形式為 6．獲得相干光的方法有分波前法、分振幅法。 7、水槽中盛水，深20mm，槽底中央置一點(diǎn)光源，水的折射率n=1.33，水面上浮一個(gè)既不透光又不反射光的紙片，使人從水面上無論哪個(gè)角度都看不到光，紙片面積最小為1634.33mm2。 8、光源的相干長(zhǎng)度與相干時(shí)間的關(guān)系為。 三、名詞解釋（15分） 1、光的直線傳播定律：在各向同性的均勻介質(zhì)中，光是沿直線傳播的。 2、節(jié)點(diǎn)：光學(xué)系統(tǒng)中放大率為+1的一對(duì)共軛點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。 3、空間相干性： 光源的大小與相干空間成反比關(guān)系，給定一個(gè)光源尺寸，就限制著一個(gè)相干空間，這就是空間相干性的問題，即通過光波場(chǎng)橫方向上兩點(diǎn)的光在空間相遇時(shí)能夠發(fā)生干涉，則稱通過空間這兩點(diǎn)的光具有空間相干性。 4、費(fèi)馬原理： 光從一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn)，其間無論經(jīng)過多少次折射或反射，其光程為極值，即光是沿光程的極值的路徑傳播的。 5、出瞳：孔徑光闌經(jīng)它前面的透鏡或透鏡組在光學(xué)系統(tǒng)像空間所成的像稱為出射光瞳。 四、作圖（20分） 1、設(shè)輸入為右手坐標(biāo)系，畫出經(jīng)圖中棱鏡后的輸出坐標(biāo)系（圖1）。 2、求AB的像（圖2）。 3、判斷棱鏡的成像方向（圖3）。 4、求軸上物點(diǎn)A所成的像（圖4）。 圖4 五、計(jì)算題（45分） 1、用等厚條紋測(cè)量玻璃楔板的楔角時(shí)，在長(zhǎng)達(dá)5cm的范圍內(nèi)共有15個(gè)亮條紋，玻璃楔板的折射率n=1.52，所用光波波長(zhǎng)，求楔角？（10分） 解：……………………………………..………………….5分 e=50mm/15 ……………………………5分 2、已知，的雙凸透鏡，置于空氣中。物A位于第一球面前處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實(shí)像B位于第一球面前，如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率n。（20分） 解： 設(shè)：透鏡的折射率為n ----5分 物點(diǎn)A經(jīng)折射成像在A處，將已知條件代入公式 得 ---5分 A經(jīng)反射后，成像于B點(diǎn)。故將，代入反射面公式，得： ----5分 B點(diǎn)再經(jīng)折射成像在B點(diǎn)。根據(jù)光路的可逆性，將B視為物，B點(diǎn)視為像，有，代入折射公式，得： ----5分 由①②③式解得： 答：透鏡的折射率為1.6。 3、一透鏡焦距，如在其前邊放置一個(gè)的開普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)的像方基點(diǎn)位置和焦距，并畫出光路圖。（15分） 解：, 求得：----5分 ----5分 答：組合后的焦距是-180mm。 基點(diǎn)位置如圖所示。 ----5分 １１