物理光学与应用光学_石顺祥_物光应光试题1

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1、考试时间120分钟总分号试题班级________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P0dn2q2hn1q1l=10mm，相干长度lc=4l的细光束，以600角入射到厚度为h=10mm、折射率为n1=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

2、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l＝0.6mm，距离双孔屏1m，试确定能观察到干涉现象时两小孔的距离应为多大？四、(10分)在双缝夫朗和费衍射实验中，光波长λ＝0.532mm，透镜的焦距f=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：(1)该双缝的缝距和缝宽；(2)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

3、焦距为50cm，求该细丝的直径。六、(8分)一束波长λ＝0.589mm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。6zxyc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q=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=1.544

4、2，ne=1.5533)VAB八、(10分)图示A为纵向运用的电光晶体KDP（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KDP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

5、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)HH'ABB'A'(1).画出光组的焦点F和F'HFH'F'AB(2).作出物AB经光组所成的像A'B'6H'FHF'(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

6、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)6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d>0，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

7、纹间距为，由此得缝距又因第三级缺级，所以缝宽a=d/3=0.0593mm。6（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qθ=26.57°，所以长短轴比为tgθq=1/2；出射光为长短轴在y,z轴上，长度比为2：

8、1，旋向由y到z的椭圆偏振光。八、kvV=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6后，输出光的传播方向偏离角，有，所以，则。八、(8分)由光学系统的放大率公式有，所以又由x2‘－x1‘＝25cm，所以。九、(9分)作图B'A'ABHH'FF'(1).画出光组的焦点F和F'HFH'F'ABA'B'(2).作出物AB经光组所成的像A'B'H'F