2012年云南昆明理工大学光学考研真题A卷.doc-资料库

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2012 年云南昆明理工大学光学考研真题 A 卷一、选择题（单选，每题 3 分，共 60 分） 1、单色光在下列哪种介质中传播时波长最短（A）空气（B）水（Ｃ）石英（D）有机玻璃 2、几何光学中定义的透镜焦距是指（A）焦点到透镜中心的距离（C）焦点到透镜主点的距离（B）焦点到透镜前顶点的距离（D）焦点到透镜后顶点的距离 3、在描述理想光学系统物像关系的牛顿公式中，物和像的位置是相对于下列的哪个点来确定的（A）坐标原点（D）透镜顶点（C）主点（B）焦点 4、几何光学中所说的正透镜是指（A）物方焦距为正的透镜（C）可以成正立像的透镜 5、几何光学中所说的虚像是指（A）实际不存在的像（C）与原物不相似的像（B）像方焦距为正的透镜（D）可以成放大像的透镜（B）无法观察到的像（D）像平面位于物空间的像 6、几何光学中所说的光学系统成理想像是指（A）像必须与物完全相同（C）像与物尺寸相同（B）像与物完全相似（D）必须成正立实像 7、下列的哪一个参数在几何光学中不用来描述成像光线的位置（A）光线与光轴的夹角（C）光线在折射面上的投射高（B）光线与光轴的交点位置（D）光线与折射面的夹角 8、若已知某光是紫外光，则在折射率为 1.5 的媒质中该波的波长应该：（A）大于 760 nm （C）大于 500 um （B）小于 270nm （D）小于 270Å 9、牛顿环干涉装置中半径为 R的平凸透镜与平板玻璃间的距离为 e0，用波长为λ的单色平行光垂直照射，从反射光中观察到干涉条纹，其明纹出现的位置 r应该满足的条件是：（A） r2/R+2e0+λ/2=kλ k=1，2，3，…… （B） r2/2R+e0+λ/2=kλ k=1，2，3，…… （C） r2/R+2e0=kλ （D） r2/2R+e0=kλ 10、通常在杨氏双缝干涉实验中，狭缝 S 放置在双缝 S1 和 S2 的中垂线上，现若在狭缝 S1 前放置一透光薄片，其它条件不变，则作此变化后，正确的结果是：（A）衍射条纹的间距不变，但条纹总体上移；（B）衍射条纹的间距不变，但条纹总体下移；（C）衍射条纹的间距改变，且条纹总体下移； k=1，2，3，…… k=1，2，3，…… S λ r e0 S1 S2

（D）衍射条纹的间距改变，且条纹总体上移。 11、光栅衍射中，用平行单色光垂直照射光栅，在其后的透镜焦面上放置观察屏。为了使中央主极大在观察屏面内向下平移，可以采用的方法是：（A）将光栅平行于镜面向下移动，其它不变；（B）将光栅平行于镜面向上移动，其它不变；（C）将入射光向下倾斜照射光栅，其它不变；（D）将入射光向上倾斜照射光栅，其它不变。 12、平行单色光（波长为λ）垂直入射单缝，观察夫琅和费衍射，若在屏上 P点处观察到第 2 级暗纹，现改用波长为λ/2 的平行单色光垂直入射，则 P点将：（A）仍为第 2 级暗纹；（C）变成第 2 级名明纹；（B）变成第 4 级暗纹；（D）既非暗纹，亦非明纹。 13、光学全息可以同时记录和再现光场的相位和振幅，从原理上讲：（A）记录用的是光的干涉现象，而再现用的是光的衍射现象；（B）记录用的是光的衍射现象，而再现用的是光的干涉现象；（C）记录和再现用的均是光的衍射现象；（D）记录和再现用的均是光的干涉现象。 14、如图，在液晶电视中，有两片偏振吸收片，偏振片 1 与偏振片 2 正确的偏振化方向是：（A）可以呈任意角度；（B）必须相互呈 45º角；（C）必须相互平行；（D）必须相互垂直。液晶背光偏振片 2 偏振片 1 15、牛顿环装置如图所示，半径为 R的玻璃球面放置在平板光学玻璃上，用波长为λ的单色光垂直照射，形成环形干涉条纹。这些干涉条纹的特点是：（A）间距中心窄、边缘宽，干涉级次中心低、边缘高；（B）间距中心窄、边缘宽，干涉级次中心高、边缘低；（C）间距中心宽、边缘窄，干涉级次中心低、边缘高；（D）间距中心宽、边缘窄，干涉级次中心高、边缘低。 R 16、单色平行光垂直照射在薄膜上，两束透射光发生干涉，如图所示。若薄膜的厚度为 e, 并且 n1n3，0 为入射光在真空中的波长，则 1、2 两束透射光间的光程差为：（A） 2n2e -λ0/2 （B） n2e -λ0/2 （C） 2n2e （D） n2e 入射光 n1 n2 e n3 透射光 1 透射光 2 17、一光强为 I 0 的线偏振光先后通过两个偏振片 1P 和 2P ， 1P 和 2P 的偏振化方向与原入射光光矢振动方向的夹角分别为 90 和，则通过这两个偏振片后的光强 I为： 0 sin (2 )/4 I 0 sin （C） / 4  I 2 2 （D） 2 I 0 cos （A）  18、一束自然光自空气射向一块平板玻璃（如图），设入射角等于（B）  / 2 布儒斯特角 i0 ，则在界面 2 的反射光为： i0 I 0 cos 2  1 2

（A）自然光（B）完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面（C）完全偏振光，且光矢量的振动方向平行入射面（D）部分偏振光 19、如图，设两相干光源 S1、S2 的初相位分别为φ1 和φ2，它们发出的光波，分别在折射率为 n1 和 n2 的介质中传播 r1 和 r2 的距离后相遇，设光波在真空中的波长为λ0，则相遇时两光波的相位差△φ为：（A）（B）（C）（D）     2     2     2   0   0 r 1 rn 11 ； rn 11 ；； S1 S2 r1，n1 r2，n2 2 2 2 2 1 1 1 1 rn 22 rn 22 r  2  0 r  2  0     2 r 1 。 20、迈克尔逊干涉仪的两反射镜 M1、M2 不完全垂直，因而两反射镜形成一劈尖形空气缝，现用波长为λ的单色光照射，发现移动动镜 M2 后，观察到干涉条纹向左移动，如果条纹移动了 N条，则 M2 移动的距离和方向应该是：（A）移动 Nλ，靠向 M1 （C）移动 Nλ/2，离开 M1 （B）移动 Nλ，离开 M1 （D）移动 Nλ/2，靠向 M1 M1 M2 二、简答题（每题 5 分，共 10 分）１、什么是绝对折射率？光学中说的光密媒质、光疏媒质分别是指什么样的媒质？ 2、什么是光学系统的孔径光阑？什么是视场光阑？三、几何光学作图题（注意：非实际光线请用虚线表示）（10 分）作图求出下图中物体 AB 通过负透镜成像后的像 B F H A H F

四、几何光学证明题（10 分）试证明：光线从光疏介质入射到光密介质中时不可能发生全反射。五、几何光学计算题（每题 10 分，共 30 分）１、一架显微镜，物镜焦距为 4mm，中间像成在物镜像方焦点后面 160mm 处，如果目镜是 20 倍的，显微镜总的放大率是多少？２、某薄透镜用折射率的玻璃制成，它在空气中的焦距为 10cm，它在水中的焦距为多少？（水的折射率为 3 5.1n 4 ） 3、已知一空间滤波器的针孔直径是 0.4 毫米，该针孔位于一个 40 毫米焦距的正透镜前焦点处，请估算经此透镜出射光束的发散角是多少毫弧度？六、波动光学计算题（每题 15 分，共 30 分） 1、用每毫米有 300 条刻痕的衍射光栅来检测仅含有红、蓝两种单色光的光谱。已知红光的波长R 在 0.63~0.76um 范围内，蓝光的波长B 在 0.47 ~0.49 µm 范围内。当光垂直入射到光栅时，发现在衍射角等于 24.46º 方向可以同时观察到红、蓝两光的谱线。问： ( 1 ) 在该角度处红、蓝两谱线对应的衍射主极大级次各是多少? 红、蓝两光的波长各是多少？ ( 2 )可以观察到该红光的最大谱线级次是多少（不考虑缺级）? 2、待检玻璃表面有一个半径为 r的圆形凸起，为了检测该凸起的形状，平行于玻璃表面覆盖一块光学平板玻璃，然后用波长为λ的单色光垂直照射，用反射光观察到如图所示的干涉条纹，其中心为一暗斑，边缘亦为暗纹。若暗纹的总条数有 k条，且将该凸起视为一球面的一部分，试计算该凸起的高度 e及球面对应的半径 R（用半径 r、波长λ和暗纹的条数 k表示即可）。 r 玻璃 λ e 待检玻璃 r 空气 R

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