K Space I光 学期末考试试卷一、 （23 分）填空和判断（在括号内，对的打，错的打） 。1 （5 分）偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括_、_、_、_、_、_。2 （4 分）波长为 的伦琴射线被碳散射，在散射角为 90方向上进行观察，则康普顿位移=_。3费马原理是指。4光在真空中传播速度只有一个，即光速 C，而电子可以有 C 的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为。5对光具组来说，物方焦点和象方焦点是一对共轭点。 （）6棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比；光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。 （）7平板厚度增加时，等倾干涉条纹变疏，且往里移动。 （ ）8在夫琅和费圆孔衍射中，当圆孔变小时，中央亮斑的直径增大；当光源的波长减小时，中央亮斑的直径减小。 （）9同一种光在不同介质中有不同的波长，因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。（）二、 （27 分）选择题（将对的答案编号写在括号内）1将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为的介质中，其条纹间隔是空气中的（） A 倍 B 倍 C 倍 Dn 倍nnn12在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（）A永远是个亮点，其强度只与入射光强有关B永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变C有时是亮点，有时是暗点K Space II3光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为（）A入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭B出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭C入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭4一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面，其振动面与入射面平行，此时反射光为（ ）A振动方向垂直于入射面的平面偏振光B振动方向平行于入射面的平面偏振光C无反射光5通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者（ ）A远了 B近了 C原来位置6使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（ ）A光心 B物方焦点 C物方节点 D象方焦点7 （5 分）用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜 M1 移动 0.1mm 时，瞄准点的干涉条纹移过了 400 条，那么所用波长为（ ）A5000 B4987 C2500 D三个数据都不对8 （5 分）一波长为 5000 的单色平行光，垂直射到 0.02cm 宽的狭缝上，在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为 3mm，则所用透镜的焦距为（ ）A60mm B60cm C30mm D30cm9 （5 分）用单色光观察牛顿环，测得某一亮环直径为 3mm，在它外边第 5 个亮环直径为4.6mm，用平凸透镜的凸面曲率半径为 1.0m，则此单色光的波长为（ ）A5903 B6080 C7600 D三个数据都不对注：以上不标明分数的题均为 2 分。K Space III三、 （14 分）有一理想光具组置于空气中，如图所示，已知焦距 = =2cm，物高为f1cm，物距为 6cm。分别用作图法和计算法求像的位置、大小和倒正。四、 （12 分）一束光强为 I 的自然光，连续通过两尼科耳主截面成 60角的偏振元件，若在他们中间插入一块水晶的 片，其主截面平分上述夹角，试问：41通过 片光的偏振态？42通过第 2 个尼科尔 N2 的光强是入射光强的多少倍？K Space IV五、 （12 分）波长为 3000 的光照射到钾的表面上时，发出光电子的最大动能为 2.0eV，试求：1入射光中每个光子的能量。2钾的脱出功。3若入射光的波长为 3950，遏止电压是多少？（普朗克常数 h=6.6210 JS，电子电荷 e=1.6110 C，真空中光速 c=310 m/s）34 19 8K Space V物理学专业光学期末考试试卷答案一、填空和判断题1. 自然光，平面偏振光，部分偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光；2. h/m0c (m0 微电子的静质量)3. 光在两定点之间传播时其光程为极值，即沿光程极大，极小或恒定值传播；4. ，零；5. 6. 7. 8. 9. 二、选择题1.C 2.B 3.C 4.C 5.B 6.C 7.A 8.D 9.B三、解：由已知得 s/=-6cm f=-2cm f/=2cm由高斯公式 f/s/+f/s=1 代入数据 2/ s/+(-2)/(-6)=1 得：s /=3cm又由 =y/y=s/s 代入 s=6cm s/=3cm y=1cm得： y/1=3/(-6) 所以 y/=-0.5cm所以像的位置在距像方主点 H/3cm 处，大小为 0.5cm，是倒立的光路图如图所示：四、解：1.自然光通过一偏振元件后变为平面偏振光，此平面偏振光通过 /4 片后变为椭圆偏振光；2. 设自然光振幅为 A 则 I=A2 通过一偏振元件后强度变为 I/2 振幅变为 A1=0.707A， 此光通过 /4 片后可得 d 光和 e 光的振幅分别为 A1d= A1sin30o=0.5 A1=0.3535A，F/P/HQ/QP FH/K Space VIA1e= A1cos30o=0.866 A1= 46相位差 =/2+=1.5 其中 /2 为 /4 片的差， 为 P1P2 在不同象限的差。通过第二个尼科尔后有： A2d= A1d sin30o=0.5 A1d= 83A2e= A1ecos30o = 2相位差 ，则合成后的光强I2= A22= A22e+ A22d+2 A22e A22dcos=20/64 A 2N=I2/I= =20/64=0.31250.3640所以通过第二个尼科尔 1V2 的光强是入射光强的 0.3 倍五、解：1.由光栅方程 dsin=j 得 =dsin/j 代入数据得：= =510-7m=500 A025043sin1又 d= =410-6m03在中间宽度内取 k=1 i=kd/b=1 =5761084可知第五级谱线缺级所以在单缝衍射的中央宽度内能观察到 I=0，1， 2， 3， 4 九条谱线。六、解：1.E=h=hc/=6.62610 -34 = 6.62610-19J10834.14125ev=4.14ev所以入射光中每个光子的能量为 4.14ev2. 由 1/2mv2=hv-w 得： w=hv-1/2mv2=4.14ev-2ev=2.14ev所以钾的逸出功为： 2.14ev3. =3950 Ao 则光子能量E1=hv=hc/=6.62610 -34 =5.03210-19=3.15ev108395发光电子的最大初动能：Ek=E1-W=3.15ev-2.14ev=1.01ev又由 Ek=1/2mv2=evg 得：v g=mv/2e=Ek/eK Space I代入数据得： vg =1.01 v