物理光学与应用光学_石顺祥_物光应光的试题1.docVIP

考试时间 120 分钟 号 试 题 班级________学号________姓名___________ 一、(6分)一束自然光以布儒斯特角由空气入射到玻璃(n=1.52)上，试求反射率和透射率及反射光和透射光的偏振度。 二、(10分)图示双光束干涉实验中，一波长为 ?????m，相干长度lc=4?的细光束，以???角入射到厚度为h=10?mn1=的介质片1上，由 其下表面反射的光束经厚度为d、折射率为n2=1.5的介质片2后，被透镜聚焦在P0点与介质片1上表面的反射光干涉，若P0点恰为亮点，求介质片2的厚度d应为多大? 三、(6分)在杨氏双孔干涉实验中，照明光源是直径为1mm的圆形光源，发光波长?＝????m(10分)在双缝夫朗和费衍射实验中，光波长λ＝??????m?=50cm，在观察屏上相邻亮条纹的间距l=1.5mm，且第三级亮纹缺级，试求： 该双缝的缝距和缝宽； 第1、2级亮条纹的相对强度。 五、(6分)利用波长λ＝632.8nm的激光测得一细丝的夫朗和费零级衍射条纹宽度为1cm，若透镜焦距为50cm，求该细丝的直径。 六、(8分)一束波长λ＝0.589?m的钠黄光以60°角入射到方解石晶体上，方解石晶体的厚度d=lcm，主折射率no=1.6584，ne=1.4864，其光轴方向与晶体表面平行，且垂直于入射面。试求晶体中二折射光线的夹角,晶体输出面上二光的相位差，并绘出输出光光路图。 七、(10分)如图所示，一入射线偏振光的振动方向与晶片光轴方向的夹角为?=26.57°，试问该光经过厚度为0.081mm的晶片后，其偏振状态如何？(入射光波长λ＝589.3nm，no=1.5442，ne=1.5533) 八、(10分)图示A为纵向运用的电光晶体KD P（no=1.512，γ63=10.6×10-10cm/V），B为厚度d＝10mm的方解石晶体(no=1.5246，ne=1.4792，光轴方向与通光面的法线方向成45°夹角)，A、B晶体平行放置。一束波长λ=0.55μm的线偏振光(电场振动方向沿晶体主轴方向) 垂直入射到KDP晶体上，试计算KD P晶体的半波电压Uλ/2；当电压V=0和V=Uλ/2时，由B晶体输出的二光间距，并绘出光路。 九、(8分)将一个高为10mm的物置于一个薄透镜的前方，在薄透镜的后方得到一高为5.0mm倒立的实像；当物沿光轴向薄透镜方向移动一段距离时，倒立的实像远离薄透镜沿光轴移动了25cm，高变为15.0mm，试确定该薄透镜的像方焦距。 十、(9分)作图(保留辅助线) (1). 画出光组的焦点F和F (2). 作出物AB经光组所成的像AB (3). 作出光组的物方节点J和像方的节点J 十一、(8分)由像方焦距分别为100cm和60cm的两个薄透镜，相距60cm构成光学系统，试确定其等效光组的基点的位置，并画出等效光组。 十二、(9分)一个折射球面的曲率半径r＝20cm，n=1.0，n=1.51630，在折射球面前80cm处有一点光源，试计算该光源发出的子午面内U＝-3°光线的光路。(保留六位有效数字) 答案 一、布儒斯特角， 折射角； , , 所以； ， ， 。 二、二光束在P0点的光程差 因为P0为亮点， 所以 (m=0) 考虑到光的相干性 ， m可能的取值为 因为， 所以 考虑到d0， 所以m=4， 这时d=10um。 三、若能产生干涉，二孔间距应小于相干宽度： mm 四、（1）双缝衍射出现条纹的条件为，即，其中m = ±1，±2，±3，…，得条纹间距为，由此得缝距 又因第三级缺级，所以缝宽a = d / 3 = 0.0593 mm。 （2）双缝衍射时的条纹光强，条纹的相对光强为，条纹位置由，得，，代入上式中得 ，计算得第1、2级亮纹的相对强度分别为，。 五、根据巴俾涅原理，细丝的夫琅和费衍射光强分布除了中心线外，空间其它点上的光强分布与单缝衍射的相同。 零级衍射条纹的宽度为，由此得细丝的直径 六、 o光 e光 七、， 所以出射光为椭圆偏振光； 又由于入射光的振动方向与晶片光轴夹角为?θ=26.57°， 所以长短轴比为 tgθ?=1/2； 出射光为长短轴在y,z轴上，长度比为2：1，旋向由y到z的椭圆偏振光。 kv V=0时，入射线偏振光经过KDP晶体，出射光的振动方向不变，经方解石后，输出光 的传播方向不变； 当V=Vλ/2时，入射线偏振光经过KDP晶体，出射光的振动方向旋转?，经方解石 后，输出光的传播方向偏离角，有 ， 所以 ，