《工程光學(xué)》試卷及其答案

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1、、填空題（每小題3分，共18 分） 1?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。 2. 在幾何光學(xué)系統(tǒng)中，唯一能完善成像的是平面反射鏡。 3. 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。 E = hv, p = f。 4?光的本性是波粒二象性，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 兀 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。 6. 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） 7?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)

2、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) 8.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) 9. 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 10. 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

3、色散 評(píng)卷人 得分 三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共10分） 11.如何區(qū)分圓偏振光和自然光？ 把一個(gè)九/4片和一個(gè)偏振片前后放置在光路 評(píng)卷人 得分 四、計(jì)算題（每小題io分，共60 分） 13.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？ 15. 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。 現(xiàn)有一高

4、為3 cm的物PQ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。 號(hào)學(xué) 卷試準(zhǔn)標(biāo)院學(xué)理物 j 兄 A J 13.解：(1)

5、） ■/光鬧放在了透鏡后「二 透鐐本身就是入射光瞳和出射光瞳， 對(duì)主軸上P點(diǎn)的位羞均為12 cm,其大小為6 g 1 1 1 11111117 ⑺■■■ = 7 ■■'■7 = 7_7 = ?_^I=r_H=^ 17.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 = 1.552, n = 1.543,入=589.3 nm .） e o 口.解；■■■ IX■—認(rèn)T朋十用 ft ^*+1)x1.64x10-^?) . ±（2血+1" _ 二（2七_(dá)1卜5&夕3＞：1{^ '' 4（凡-J2.） 斗 X （1.

6、S43 -1.552.J 卷試準(zhǔn)標(biāo)院學(xué)理物 號(hào)學(xué) 18.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△入；(2)反沖電子的動(dòng)能。 電解：(1) AA = ^,-A = 2ksin1^ = 2x2.426xl0-11sina^- O.OD24nm 5 ⑵ r 、 1 1 Ek = me 亠—叭 c = li 1/ — li L，= he(———) 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

7、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 和透鏡式 兩大類，其作用是：使物鏡所成的倒像轉(zhuǎn)變 為正像。 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“ -哲、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、 v 門_ Vx^=-—Vx// = — 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

8、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)系為九二％。 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

9、 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） 。 物鎮(zhèn) 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)幾= 60°幵陀，求楔角？ （10分） e=50mm/15 600 x10^ - 2x1.52x — 2、已知

10、⑴如伽，兮-亦聯(lián)的雙凸透鏡，置于空氣中。物A位于第一球面前別勰能處，第二面鍍反射膜。 解： 設(shè)：透鏡的折射率為n ----5分 H 1] *一旳 — = 物點(diǎn)A經(jīng)％折射成像在A'處，將已知條件―丹腫代入公式T '廣得 N 1 用一 1 —_ — ---5 分 斤-50 20 1 + 1_ 2 A經(jīng)勺反射后，成像于B'點(diǎn)。故將h=h-^ = \'，代入反射面公式卩 廠〒, 得: 10 ----5 分 B'點(diǎn)再經(jīng)心折射成像在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： 1 1 N - —+ — = ^― 弓 5 20 ----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)廠=一滬的開普勒望遠(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：八曲伽，—5分 ^'= = 30 +ISO = 210 伽） ^'= 30 （mm） ----5 分 答：組合后的焦距是-180mm。 基點(diǎn)位置如圖所示。 5 分