浙江理工大学考研专业课试题994现代光学基础2015.pdf

1、第 1 页 ，共 5 页 浙浙 江江 理理 工工 大大 学学 20152015 年硕士学位研究生招生入学考试试题年硕士学位研究生招生入学考试试题 考试科目：现代光学基础考试科目：现代光学基础 代码代码：994 （请考生在答题纸上答题，在此试题纸上答题无效）（请考生在答题纸上答题，在此试题纸上答题无效） 一、一、 选择题（每题选择题（每题 3 分，共分，共 45 分）分） 1. 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.0 mm 的单缝上， 在缝后放一焦距为 2.0 m 的会聚透镜 已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为 2.0 mm，则入射光波长约为 (1nm=109m) (A) 100 n

2、m (B) 400 nm (C) 500 nm (D) 600 nm 2.如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为 L，夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹如果两滚柱之间的距离 L 变大，则在 L范围内干涉条纹的 (A) 数目增加，间距不变 (B) 数目减少，间距变大 (C) 数目增加，间距变小 (D) 数目不变，间距变大 3.在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为 n，厚度为 d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了 (A) 2 ( n-1 ) d (B) 2nd (C) 2 ( n-1 ) d+ / 2 (D) nd 4.自然光以

3、 60的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为 (A) 完全线偏振光且折射角是 30 (B) 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是 30 (C) 部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角 (D) 部分偏振光且折射角是 30 5.用频率为 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为 EK；若改用频率为 2 的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为： (A) 2 EK (B) 2h - EK (C) h - EK (D) h + EK L 第 2 页 ，共 5 页 6、 如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30 的方

4、位上所用单色光波长为=500 nm，则单缝宽度为 (A) 2.510-5 m (B) 1.010- m (C) 1.010-6 m (D) 2.510-7 7、一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是 (A) 紫光 (B) 绿光 (C) 黄光 (D) 红光 8、一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角 i0，则在界面 2 的反射光 (A) 是自然光 (B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 (C) 是线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 9、有一凸球面镜，曲率半径为 20 cm如果将一点光源放在离镜面顶点

5、 14 cm 远处，则像点在镜_cm 处 (A) +5.8 (B) -5.8 (C) +2.9 (D) -2.9 10、在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点 P 处形成的圆斑为 (A) 全明 (B) 全暗 (C) 右半部明，左半部暗 (D) 右半部暗，左半部明 11、波长为的单色光垂直入射于光栅常数为 d、缝宽为 a、总缝数为 N 的光栅上取 k=0，1，2 ，则决定出现主极大的衍射角的公式可写成 (A) N a sin=k (B) a sin=k (C) N d sin=k (D) d sin=k 12、 一束光强为 I0的自然光垂直穿过

6、两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成 45角，则穿过两个偏振片后的光强 I 为 (A) 4/0I2 (B) I0 / 4 (C) I 0 / 2 (D) 2I0 / 2 13. 根据惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为 S，则 S 的前方某点 P 的光强度决定于波阵面 S 上所有面积元发出的子波各自传到 P 点的 (A) 振动振幅之和 (B) 光强之和 (C) 振动振幅之和的平方 (D) 振动的相干叠加 i012 P 1.52 1.75 1.52 图中数字为各处的折射 1.62 1.62 第 3 页 ，共 5 页 14. 如图，S1、S2是两个相干光源，它们到 P 点的距离分别为 r

7、1和 r2路径 S1P 垂直穿过一块厚度为 t1，折射率为 n1的介质板，路径 S2P 垂直穿过厚度为 t2，折射率为 n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222tnrtnr (B) ) 1() 1(211222tnrtnr (C) )()(111222tnrtnr (D) 1122tntn 15.一束平行于光轴的光线，入射到抛物面镜上，反射后会聚于焦点 F，如图所示可以断定这些光线的光程之间有如下关系： (A) 02211FOPFPAFPA (B) 02211FOPFPAFPA (C) 02211FOPFPAFPA (D) 0FOP最小，但不能

8、确定11FPA和22FPA哪个较小 二、 填空题填空题（每空 3 分，共 45 分） 1、一光源发射一束 600nm 的橙色光，它的时间频率为 ，若这个光源置于水中，则这束光的波长为 ， 水中的光速为 ， 潜水员看到的是 颜色的光。假定水的折射率为 4/3。 2、人眼的最小可分辨角白天为 。假定波长为 550nm，瞳孔的直径为 2mm。 3、产生干涉的三个基本条件，分别是 、 和 。 4、光在界面上发生掠入射，若21nn ，则 （会/不会）发生半波损；若21nn ，则 （会/不会）发生半波损。 5、可见光的波长范围是 ，光的频率数量级为 。 6、光从空气入射到水中，布儒斯特角为 ， (会/不会

9、)全反射。 （空气的折射率为 1，水的折射率为 4/3） PS1S2 r1 n1 n2 t2 r2 t1 A1A2P1P2P0OF 第 4 页 ，共 5 页 7、全息图如果碎成几片，其中每一片仍 （能/不能）显示所有信息。 三、 计算题计算题（每题 10 分，共 60 分） 1、 一束平行光的波长为 ， 其传播方向相对我们设定的坐标架 （xyz） 的方向余弦角为, , ，且60 ,45oo （1）试写出其波函数, ,U x y z，设振幅为 A，原点相位00 （2）试写出其波前函数,U x y （3）若方向角改变为90 ,120oo，分别写出其波前函数1,Ux y和2,Ux y 2、块规是机械

10、加工技术中所用的一种长度标准，它是一块钢制的长方体，其两个端面经过研磨抛光，达到互相平行，如图所示，是两个相同规号的块规，其中1G的长度是标准的，2G是待校准的，校准方法如下：把1G和2G放在钢制平台上并使之严密接触；再用一块透明平板压在1G，2G上面，以形成一锲型空气层，如1G和2G的高度略有差别，在单色光的照射下便出现等厚干涉条纹，用以精测待校准块规长度的偏差。 透明平板 T 钢制平台 G1 G2 （1）设光波长为 632.8nm，1G，2G相距cml5，出现于1G，2G区的条纹间距均为 0.5mm，试求高度差h （2）怎样判断1G，2G的高度谁高谁低？ 第 5 页 ，共 5 页 （3）若

11、出现两区中条纹间距不相等，1G区的1x为 0.5mm，而2G区的2x为 0.3mm，则说明了什么问题？请计算出2G的不平行度。 3、波长为 500nm 的平行光垂直照射在宽度为 0.025mm 的单缝上，以焦距为 50cm 的会聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察， （1）求单缝衍射中央亮斑的半宽度。 （2）第一亮纹到衍射场中心的距离分别是多少？假设场中心的光强为 I0，它们的强度是多少。 （已知第一次级大在43. 1处） 4、一束光强为 I0的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片 P1、P2、P3 上，已知 P1 与 P3 的偏振化方向相互垂直 (1) 求 P2 与 P3 的偏振化方向之间夹角

12、为多大时，穿过第三个偏振片的透射光强为 I0 / 8； (2) 若以入射光方向为轴转动 P2，当 P2 转过多大角度时，穿过第三个偏振片的透射光强由原来的 I0 / 8 单调减小到 I0 /16？此时 P2、P1 的偏振化方向之间的夹角多大？ 5、一光学系统由一透镜和平面镜组成，如下图所示，平面镜 MM 与透镜光轴垂直交于 D 点，透镜前方离平面镜 600mm 有一物体 AB，经透镜和平面镜后，所成虚像 A”B”至平面镜的距离为150mm， 且像高为物高的一半， 试分析透镜焦距的正负， 确定透镜的位置和焦距， 并画出光路图。 6、有一种三能级工作物质，基态能级为gE，激光跃迁对应的上、下能级为aE和bE。如能级的激励速率分别为a和b。粒子从能级aE以速率ar衰减到能级bE，从能级bE以速率br衰减到基态gE，而受激辐射速率为 R。试求出激光稳态振荡时的粒子反转数表达式。 aE bE gE aar n abR nn bbr n a b