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1、总分一二三……………○……………密……………○……………封……………○…………线………………………………学 院班 级学 号姓 名东北大学考试试卷(A卷) 2012—2013 学年第 二 学期课程名称:工程光学┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄得分4.用劈尖等厚干涉检测工件的表面,当波长为λ的单色光垂直入射时,观察到干涉条纹如图,请写出凹槽深度Dh的计算关系式。若波长为500nm时,图中每一条纹弯曲部分的顶点恰与左边相邻的直线部分的连线相
2、切,则Dh是多少?一、问答题(每题6分共48分)Dh1.解释概念:光谱光效率函数;1/4波片;半波损失.答:(1)(3分)(2)(3分)答:(1)光谱光效率函数:是指人对不同波长光响应的灵敏度是波长的函数。(2分)(2)1/4波片:垂直振动的两个光线垂直入射到波片,经过波片后它们的光程差为1/4波长。(2分)(3)半波损失:反射光电矢量相对于入射光电矢量发生了相位突变π,通常把反射时发生的相位突变π称为“半波损失”,即反射时损失了半个波长。(2分)5.什么是干涉条纹的可见度?影响可见度的因素有哪些,它们是如何影响的?答:(1)定义:干
3、涉条纹的可见度表征了干涉场中某处条纹亮暗的反差程度(清晰程度)。(2分)(2)影响因素包括:相干光束振幅比、光源大小和空间相干性、光源非单色性。(1分)•••振幅比越接近1越好;(1分)•光源越小相干空间就越大。(1分)•光谱宽度越小越好。(1分)2.什么是双平面镜的连续一次像,它有哪些特性?答:物体先被一面镜成像,然后再经另一面反射镜所成的像。(1.5分)·(1)只要双面镜夹角不变,双面镜转动时,连续一次像不变;(1.5分)(2)连续一次像是绕棱边旋转2a角而形成的;旋转方向由第一反射面→第二反射面。(1.5分)(3)双面镜有两个连
4、续一次成像。a=90°时,两个一次成像重合。(1.5分)6.什么是光的衍射现象?如何解释光的衍射现象?3.什么是齐明点,对于单个折射面,有哪几个点是齐明点。答:(1)在单色点光源和屏幕间放置一个中间开有圆孔的不透明屏,对投影边缘作严格检查后发现,光线偏离了直线传播,且产生了一些亮暗相间的条纹,该现象称为光的衍射。(2分)(2)惠更斯—菲涅耳原理。惠更斯原理:波面上的每一点都可以看作为一个发出球面子波的次级扰动中心,在后一个时刻这些子波的包络面就是新的波面。(2分)菲涅耳原理:基于光的干涉原理,考虑到惠更斯子波来自同一光源它们应该是相干
5、的。(2分)将菲涅耳的“子波相干叠加”思想补充到惠更斯原理,称为惠更斯-菲涅耳原理。答:对于单个折射球面,不产生球差的共轭点成为齐明点。(2分)(1)L=0,此时亦有L’=0,b=1。即物点和像点均位于球面顶点。(1分)(2)sinI-sinI’=0,即I=I’=0。表示物点和像点均位于球面的曲率中心,或者说,L=L’=r,垂轴放大倍率。(1分)(3)sinI’-sinU=0,即I’=U。(2分)7.写出平面电磁波的波动方程,平面电磁波的性质。10.作图并说明入瞳为有限大小时,视场光阑对成像空间的限制,指出各区域渐晕系数的变化规律。(
6、8分)……………○……………密……………○……………封……………○…………线………………………………学 院班 级学 号姓 名答:(1.5分)①电磁波是横波(1.5分)②、、互成右手螺旋系(1.5分)③和同相位(1.5分)答:作图(2分)成像性质可分为三个区域:a.AB1为半径的圆—所有进入入瞳的光束全部参与成像;渐晕系数为0。(2分)b.B1B2环形区—每一点已不能用充满全部的入瞳光束成像,即产生渐晕现象,离轴越远越大;B1→B2渐晕系数为:0~0.5;(2分)c.B2B3环形区—B2→B3渐晕系数为:0.5~1.0。(2分)8.下图
7、是根据菲涅耳公式画出的相对折射率n=1.5时,rs、ts、rp、tp随入射角θ1的变化关系。请指出:(1)图中发生全偏振时,θ1的位置,应满足的条件。(2)写出发生半波损失的θ1的值。(3)画出反射波(s波和p波)的相位随入射角θ1的变化规律。0102030405060708090-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81tstprsrpr,tq1答:(1)如图所示(1分)(1分)(2)θ1=0或90°(2分)(3)(1分)(1分)11.图中有二组光组,、,、分别是光组1,光组2的物方和像方焦点,请用图解法画出二
8、光组组合后的像方主点、焦点的位置。(保留辅助光线)(10分)得分光组1光组2F1F2F’1F’2H11H’1H2H’2①②③H’④⑤⑥④F’二、作图题(共22分)答:第①条光路(2分)第②条光路(2分)9.下图是格兰-汤
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