东 南 大 学 考 试 卷（A 卷）
课程名称
现代光学基础
考试学期
05-06-2
得分
适用专业
考试形式
考试时间长度
分钟
一选择和填空题(共12题,共32分,1→10每题二分,11→13题每空一分)
1.在真空中波长为λ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两点位相差为3，则此路径ＡＢ的光程为( A )。
(Ａ) 1.5λ （Ｂ）1.5nλ （Ｃ）3λ （Ｄ）1.5λ/n
2.当两束相干光波的振幅比为A1/A2=1/2时，相应的干涉条纹可见度是( B ).
(A)1 (B)0.8 C.0.6 D.0.39
3. 下列说法正确的是( A )
A.迈克尔逊的圆条纹是等倾条纹,牛顿环是等厚条纹
B.迈克尔逊的圆条纹是等厚条纹,牛顿环是等倾条纹
C.迈克尔逊干涉仪的圆条纹和牛顿环都是等倾条纹
D.迈克尔逊干涉仪的圆条纹和牛顿环都是等厚条纹
4.根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点Ｐ的光强度决定于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到Ｐ点的( D ) 。(Ａ)振动振幅之和．（Ｂ）光强之和．（Ｃ）振动振幅之和的平．
（Ｄ）振动的相干叠加．
夫琅和费单缝衍射实验
5. 在上图所示夫琅和费单缝衍射实验中，若将单缝作垂直于透镜轴线的移动(不超过入射光束照明范围)，则( D )。
A.零级条纹跟着移动. B.零级条纹向相反方向移动.
C.零级条纹保持不变,但高级条纹可能不再对称分布. D.以上答案都不正确
6．单色平面光波投射到一孔上，在位于孔的对称轴线上的 P0 点进行观察,圆孔恰好露出一个半波带,则 P0 点的光强为自由传播（无小孔）时的光强的
（ A ）。 A.４倍 B.１６倍 C.３倍 D.２倍
7. 一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是( D )。 （Ａ）蓝光．（Ｂ）绿光．（Ｃ）黄光．（Ｄ）红光
8. 一束自然光入射到一个由二个偏振片组成的偏振片组上，二个偏振片偏振化方向成30度角，则透过这组偏振片的光强与入射光强之比为（ C ）。
A. 3:4 B. √3:4 C. 3:8 D. 1:8
9.自然光通过偏振片后变为线偏振光，若使出射光线再通过1/4波片，波片光轴方向与偏振片偏振化方向成45度角,则通过1/4波片后的光是___圆___偏振光，若两者之间成60度角，则通过1/4波片后的光是__椭圆___偏振光。
10. 尼科尔棱镜是利用双折射现象,将自然光分成_o(e)_光和_e(o)_光,然后利用全反射把____o____光反射到侧壁上,只让___e____光通过,从而获得一种平面偏振光。(方解石晶体的折射率为no=1.658,ne=1.4864)
11. 如下图所示，在两块平板玻璃A和B之间夹一薄纸片G，形成空气劈尖。用单色光垂直照射劈尖；当稍稍用力下压玻璃板A时，干涉条纹间距 （ 变大 ），条纹向（薄纸片G）移动。若使平行单色光倾斜照射玻璃板（入射角
），形成的干涉条纹与垂直照射时相比，条纹间距（ 变大 ）。
C
12.当一束光入射到一个具有超精细结构的物体, 必定被转换成一个能够传播到探测器的（传播波）分量和要用近场光学显微镜探测的（隐失波）分量，这里的近场光学显微镜的主要部件有：（光学探针），（探针至样品间距的测控装置）和(光路)。。
13.普通显微镜常用普通钨丝灯泡作为照明光源,进行平面成像；共焦显微镜常用( 激光 )作为光源,探测器前和光源后都有一( 小孔 ),通过XY向扫描获得( 一薄层的平面 ) 像,再通过Z向扫描并由电脑合成出( 立体 )像。
二.问答作图题(共四题, 共32分)
1.请问下面四种光路装置中，有哪几种的屏幕上可能有干涉条纹？如不可能有干涉条纹，请解释之；如可能有干涉条纹，请简单分析条纹可见度。（其中S1和S2为同样大小的小空）(12分,每小题三分)
L
.
答.
(A)可能有干涉条纹,条件是b
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
面和光轴平行的晶片上，透射后，原来在晶片中的ｏ光和ｅ光产生了π的位相差。
试问晶片的厚度为多少？ 已知ｎ。=1.5442，ｎe=1.5533，λ=5893A；
试问该晶片应怎样放置，才能使透射出来的光还是平面偏振光，但它的振动面和入射光的振动面成90°角。
解:
?δ?=( ne - no )d=(2k+1)λ/2
d=(2k+1)λ/2( ne - no ) =(2k+1)×0.0324mm
该晶片应与平面偏振光偏振方向成45度角放置，才能使透射出来的光还是平面偏振光，但它的振动面和入射光的振动面成90°角
2. (6分) 航天器上的宇航员宣称，他恰好能分辨其下方100公里地面上的两个点光源，试问两个点光源的间距有多大？设瞳孔的直径为4毫米，光源的波长为5500 ?。
解:
λ=5500 ?, D=4mm, L=108mm
两个点光源的间距T=△θ1×L=16.775m
3． (6分)波长为600nm的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30度且第三级是缺级．
光栅常数(a+b)等于多少？
透光缝可能的最小宽度 a 等于多少？
在选定了上述(a+b)和a之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。
解：
由光栅衍射主极大公式得
(a+b)sinθ2=kλ 其中k=2, λ=600nm, θ2=30°
可得 (a+b)=2.4um
由于第三级缺级，对应于最小可能的a ，第三级?方向应是单缝衍射第一级暗纹.
第三级?方向(a+b)sinθ’=3λ
单缝衍射第一级暗纹a sinθ’=λ
得a=(a+b)/3=0.8um
(a+b)sinθ=kλ,取sinθ<1 得kmax<4,
因为第三级是缺级, 所以实际呈现 k =0 ， ±? 1， ±?2级明纹
4.(8分)有一法布里-珀罗干涉仪, 两反射面的反射率都为0.81, 两反射面所夹介质的折射率为1.0, 两反射面间距为5mm; 现有一平行光垂直入射, 入射光中心波长为500.0nm, 波长范围为500.00nm±0.1nm (光谱分布如图).
请分析透射光的光谱分布情况, 画出透射光的光谱分布图 .
如果想使透射光只有一个透射峰,请问在其它条件不变的情况下,. 两反射面的最大间距为多少?
499.9nm 500.0nm 500.1nm
解:
?δ?=2nhcosi2=2h=kλ时全透
λ透 = 2h/k
λ=500nm时,k=20000, λ=499.9nm时,k=20004,λ=500.1nm时,k=19996
△λ=2h/k-2h (k+1) ≈2h/ k2=λ2/ 2h=0.1nm
可得 h=1.25mm
如果想使透射光只有一个透射峰,请问在其它条件不变的情况下,. 两反射面的最大间距为1.25mm
5. (8分)凸透镜焦距为10CM，凹透镜焦距为4CM，两透镜相距12CM，已知物在凸透镜左方20CM处，计算像的位置和横向放大率并作图(轴上点)。
f1’=10cm, f2’=-4cm, s1=-20cm, t=12cm
代入得S1’=20cm, S2=20-12=8cm,
代入得S2’=-8cm,
1= S1’/S1=-1, 2= S2’/S2=-1 , =12=1
浙公网安备 33021202002483