波动光学模拟试题

模拟试题一

一、选择题（2×10 = 20分）

1. 一束自然光自空气射向一块平板玻璃，如图所示，设入射角等于布

儒斯特角iB，则在界面2的反射光 ___B_____。 A 是自然光

B 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 C 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 D 是部分偏振光

2. He-Ne激光器发出632.8nm的光波，其???1?10nm，则其波列长度约为 。

A． 4000m B 400m C 40m D 4m

3. 危险信号灯不用人眼最敏感的黄绿光而用红光，是因为 ________。

A 黄绿光被大气吸收多 B 黄绿光被大气散射多 C 红光光源便宜 D 其他原因

4. 设?1和?2是两种单色可见光1、2在真空中的波长。若?1＞?2，则这两种单色光相比 。

A 单色光1的频率较大

B 玻璃对单色光1的折射率较大

C 在玻璃中，单色光1的传播速度较大 D 单色光1的光子的能量较大

5. 关于法布里—珀罗干涉仪产生的条纹特性的描述，错误的是 。

A 随着两玻璃板内表面的反射率R的增大,干涉光强极大值的位置发生改变。 B 法布里—珀罗干涉仪是非等幅的多光束干涉。

C 随着两玻璃板内表面的反射率R的增大，条纹锐度系数F增大。

D 当反射率R很大时，反射光的干涉条纹是在宽的亮背景上呈现很细的暗纹。

6. 一闪耀光栅刻线数为200条/mm，用??600nm的单色平行光垂直入射到光栅平面，若第二级

光谱闪耀，闪耀角应为 。 A 3.45o B 6.94o C 0.69o D 0.35o

7. 下列干涉现象中，属于非定域条纹的是 。

A 扩展光源照明法布里—珀罗干涉仪产生的条纹 B 阳光下，昆虫翅膀上所看到的彩色干涉图样 C 光学车间中，在白炽灯下观察光圈。 D 点光源照明产生的等倾条纹。

8. 通过偏振片观察一束光时，其透射光强度随着偏振片的方向而改变，但总不为零，此光可能

为 。 A 自然光 B 线偏振光 C 椭圆偏振光 D 圆偏振光

9. He-Ne激光（波长为632.8nm）自地面射向月球。已知月球离地面的距离为3.76×105 km，在

月球上得到的光斑最小的激光束直径为 __________。

?7A 5mm B 5cm C 0.5m D 5m 10.

在空间滤波实验中，输入图像是一正交的网格。在频谱面上放置一滤波器，遮掉除中央一纵列外所有其余的衍射斑（如图所示），则输出面上的图像为 。

A B

C D

二、填空题（2×10 = 20分） 1. 振幅为A，初相位为0的发散球面简谐波的复振幅为 ________。

2. 在光学中，（平均）坡印廷矢量是一个极其重要的量，其大小是 的量度，而它的方向代表着 。

3. 一单色平行光，在真空中波长为600nm，垂直入射到平行平面玻璃板上，玻璃对此波长的折

射率为1.5，玻璃板厚度为0.1mm，光在玻璃中的速度为 _________，波长为 ______。

??

4. 一频率为5×1014Hz的单色光波在真空中传播，沿着光波传播方向上相位差为2的任意两点之

间的最短距离为 。

5. 在杨氏双缝实验中，若希望屏上干涉条纹的可见度最大，则从两缝发出光波的振幅比应

为 。

6. 杨氏实验中，若光源是白炽灯通过一块红色滤波片，其?＝650nm，???10nm。假设单缝无

限窄，双缝间距为0.1mm，观察屏离双缝1m。则屏上可以看到的条纹数目为 。

7. 已知太阳的直径为1.4×106km，与地球的距离为1.5×108km。若以太阳为光源直接照射到杨氏

干涉实验装置的双缝上，则双缝之间的距离最大为 时，在观察屏上可看到干涉条纹。（取? = 500nm）

8. 测得一细丝的夫琅和费零级衍射斑的宽度为1cm，已知入射光波波长为632.8nm，透镜的焦距

为50cm，则细丝的直径为 。

9. 航天飞机上的宇航员称，他恰好能分辨在他下面100km地面上的某两个点光源，设光源的波

长为550nm，瞳孔直径为4mm，在理想条件下这两个点光源的间距是 。

10. 波长563.3nm的平行光射向直径为2.6mm的圆孔，与孔相距1m处放一屏幕，则屏幕上正对

圆孔中心点是 。（填“亮点”或“暗点”）

三、作图分析题（8+8 = 16分）

1. 画出以下几种不同形状的平板的等厚条纹。

a) 楔形平板；

b) 柱形表面平板； c) 球形表面平板

(a) (b) (c)

2. 一光栅的缝宽为a，光栅常数d = 3a，缝数为5。试绘出其光强 I 随衍射角变化的曲线。

四、综合题（10+12+12+10=44分）

1. 如图所示是一根圆柱形光纤，光纤芯的折射率为n1，光纤包层的折射率为n2，并且n1周围介质的折射率为

n0

?n2，

。

sinu?1n0n1?n222a) 证明入射光的输入孔径角u满足关系式

NA?n0sinu?n1?n222。在实际使用中，又称

为光纤波导的数值孔径。

b) 若n1＝1.62n2?1.52，求光从空气射入该光纤的输入孔径角和数值孔径NA。

2. 闪耀角为15o，每毫米刻线为1000条的闪耀光栅，采用垂直于光栅平面的照明方式。问：

a) 闪耀方向（即单槽面的衍射零级主极大方向）； b) 一级闪耀波长；

c) 若在闪耀方向上要求能分辨相差为0.1A的两条谱线，光栅的宽度至少为多少？

3. 已知某光源中含有波长差Δλ很小的两谱线，用它照射d=2.5mm的F-P干涉仪时，这两谱线

的同级条纹错开了1/10个条纹间距。现将此光源照射迈克尔逊干涉仪，求：当迈克尔逊干涉仪的一个反射镜每移动多少距离时，条纹会从最清晰变为最模糊。

4. 一束波长为?的右旋圆偏振平行光，正入射到一块两表面平行的方解石晶片上，且充满整个

??晶片，晶片的光轴平行于表面（如图中y方向）。晶片中阴影部分A为4片，其余部分为2片。 a) 分别求出通过晶片A，B两部分出射光的偏振态。

b) 从晶片出射的光再经过偏振片P（P的透光轴与y轴成45o角），在屏上见到什么现象？

o

c) 将P绕光线方向旋转360过程中，屏上光强发生什么变化？

试题一参考答案和评分标准

一、每题2分，共计16分。 1. B 2. A 3. B 6. B 7. D 8. C

二、每题2分，共计24分。

Aei?kr??0 4. C 9. D 5. A

10. B

?1. r

2. 光强；光的传播方向 3. 2×108m/s；400nm 4. 0.15?m 6. 131 7. 53.6?m 8. 63.28?m 9. 16.78m 10. 亮点

三、8+8，共计16分 1.

5. 1

(a) 2分 (b) 3分 (c) 3分

2．