光学题库(一)
光学题库（一）
一、单项选择
1.下面哪个装置体现了光学衍射效应（）
A．劳埃德镜 B. 波带片 C. 立体电影眼镜 D. 光导纤维
2.下面哪个装置、现象体现了光的偏振性（）
A. 彩虹
B. 镜头上的增透膜
C. 艾里斑
D. 双折射
3.一般工作状况下，下面哪个光学仪器最后起作用的像横向放大率大于1 （）
A. 眼睛
B. 放大镜
C. 照相机
D. 望远镜
4.下面哪种途径可以获得线偏振光（）
A. 一束自然光沿着光轴方向透射过一个方解石晶片（不考虑界面上的反射）
B. 一束自然光以布鲁斯特角入射到水面的反射光
C. 一束自然光透射过一个1/4波片
D. 一束自然光透射过一个半波带
5.一个波带片，上有3个透明奇数半波带(1,3,5)，其它为不透明部分。在用对应该波带片的单
色光照射时，在波带片的焦点处光强与不用波带片时光强只比为: （）
A.3：1
B. 6：1
C.9：1
D. 36：1
6.根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光波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上所有次级光源发出的子波各自传播至P点的( )
A. 振动振幅之和
B. 振动振幅之和的平方
C. 振动的相干叠加
D. 光强之和
7.若把牛顿环装置(用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉
条纹( )
A. 中心暗斑变成亮斑
B. 变疏
C. 变密
D. 间距不变
8.下述关于几何光学中的概念理解正确的是( )
A. 光线可以看做截面积为无穷小的一个光束
B. 费马原理说光沿光程为极小值的路程传播
C. 几何光学适用的范围内衍射效应可以忽略
D. 物点和像点都是单心光束的实际会聚点
9.三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1与P3的透振方向相互垂直，P2与P1的透振方向间
的夹角为30°．强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为( )
A. I0 / 4
B. 3 I0 / 8
C. 3I0/ 32
D. I0 / 16
10.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，放入后两条光
路的光程差改变了( )
A. 2( n-1 ) d
B. 2nd+λ / 2
C. 2( n-1 ) d+λ / 2
D. nd
二、判断题
1.凸透镜对光束一定起会聚效果，凹透镜对光束一定起发散效果。（）
2.通过薄透镜中心（即光心）的光，如果两侧折射率相同，则不发生偏转。（）
3.通过显微镜观察载玻片上的一个细胞，细胞出现在视野右下方，要把其挪到视野正中间，
则载玻片需要向左上方移动。（）
4.光栅的色分辨本领正比于狭缝总数，而与光栅常数无关。（）
5.光从空气垂直射入水面的折射光存在半波损失现象。（）
6.显微镜的工作原理是将近处的物体放大，而望远镜的工作原理是将远处的物体放大。（）
7.三棱镜的色分辨本领正比于折射棱角，而与棱镜底面宽度无关。（）
8.波带片和透镜的焦距均随入射光波长的增大而增大。（）
9.物点不一定在物空间，像点也不一定在像空间。（）
10.干涉是有限几何光束的叠加，而衍射是无穷多次波的相干叠加，前者是粗略的，而后者是
精细的。（）
三、简答画图题
1.写出光的五种偏振状态，以及其检验方法。
2.简述费马原理的含义，并验证反射定律满足费马定律。
3.下图(a)和(b)中MM’为薄透镜的主光轴，S为光源，S’为像，用作图法求透镜中心位置和透
镜焦点的位置。
4.画出迈克尔逊干涉仪的光路示意图，并做相关标记。
5.画出法布里-珀罗干涉仪的光路示意图，并做相关标记。
四、计算题
1.波长为500nm的单色平行光射在间距为0.2mm的双狭缝上，用过其中一个缝的能量是另外
一个缝的2倍，在离狭缝50cm的光屏上形成干涉图样。
（1）求干涉条纹间距。
（2）求干涉条纹的可见度。
2.用波长为600nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽b为0.013mm，不透光部分的宽
度a为0.027mm，缝数N为2000。求：
（1）在单缝衍射图样中的中央明纹宽度内能看到那些级数的谱线。
（2）该光栅光谱仪第二级谱线的色分辨本领为多少。
3.玻璃棱镜的折射棱角A为60°，对某一波长的光其折射率n为1.6。计算：
（1）最小偏向角。
（2）产生最小偏向角时的入射角。
（3）能使光线从A角两侧透过棱镜的最小入射角。
4.焦距为20cm的薄透镜，放在发光强度为15cd的点光源之前30cm处。在透镜后面80cm处
放置一屏，在屏上得到明亮的圆斑。求不计透镜中心的吸收时，圆斑的中心照度。
5.（1）对于孔径为圆形的助视光学仪器，试述确定其像分辨本领的瑞利判据。（2）某双凸薄
透镜两表面的曲率半径分别为20cm和30cm，薄透镜的直径为10cm，在薄透镜的主轴上距离可视为无穷远处的一个点光源发出波长为600nm的单色光。设薄透镜所用材料对该波长的光的折射率为1.5，求该点光源经薄透镜所成像斑的大小。（装置位于空气中）
6.在两块玻璃片之间一边放一条厚纸，另一边相互压紧。玻璃片L长10cm，纸厚为0.05mm，
从60°的反射角进行观察，问在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目是多少？（设单色光源波长为500nm）
现代光学基础试卷及答案
东 南 大 学 考 试 卷（A 卷） 课程名称 现代光学基础 考试学期 10-11-2 得分 适用专业 考试形式 闭卷 考试时间长度 120分钟 一、 选择和填空题(共18题,共36分, 每题二分)、 1. 将折射率为1.50的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为1.10，试问光线从有机玻璃射向有机玻璃与油的界面时全反射临界角是（ A ） A 、arcsin(1.10/1.50)； B 、1.10/1.50； C 、arctan(1.10/1.50)； D 、arccos(1.10/1.50)； E 、arctan(1.50/1.10)。 2. 杨氏实验装置中，光源的波长为600nm ，两狭缝的间距为2mm ，试问在离缝300cm 处的光屏上观察到干涉花样的间距是多少毫米（ B ） A 、4.5mm ； B 、0.9mm ； C 、 3.1mm ； D 、 4.1mm ； E 、 5.2mm 。 3．在下列光的实验中，正确的说法是：（ A ） A 、法布里-珀罗干涉仪是多光束干涉仪； B 、迈克耳逊干涉仪是分波面干涉仪； C 、夫琅禾费衍射是一种近场衍射； D 、杨氏双缝干涉是分振幅干涉仪。 4. 一物体置于焦距为8cm 的薄凸透镜左边12cm 处，将另一焦距为6cm 的薄凸透镜放在第一个透镜右侧30 cm 处，最后成像的性质是：（ E ） A 、倒立的实像； B 、 放大的虚像； C 、 放大的实像； D 、 缩小的虚像； E 、成像于无穷远处。 5. 假定汽车车灯的波长是500nm 的绿光，汽车两个前车灯的间距为1.22m ，人眼在夜间的瞳孔直径D ＝5mm ，考虑光波衍射所产生的影响，人眼能区分两只汽车前灯的最大距离是多少公里（ C ）？ A 、1km ； B 、3km ； C 、10km ； D 、30km ； E 、100km 。 6. 对于理想光具组基点和基面的描述，以下说法错误的是（ B ） A. 主点是一对共轭点； B. 焦点是一对共轭点； C. 节点是一对共轭点； D. 两主平面上的任一对等高点共轭。 7. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入一折射率为n ，厚度为d 的透明介质片，放入后两光路的光程差改变量为：（ A ） A 、2(n -1)d ； B 、2nd ； C 、nd ； D 、(n -1)d 。
光学习题2
2.12 有一薄透镜组，由焦距为－300mm 的负透镜和焦距为200mm 的正透镜组成，两透镜相距100mm ，置于空气中，求该透镜组的组合焦距和组合基点位置。 解：121212 300200 300200f f f f f mm d f f ''''-?'=- =-=-=?'-+ 焦点和主点位置：1(1)400F d l f mm f ''=- =' 2 (1)150F d l f mm f =+ =- 100H F l l f mm '''=-= 150H F l l f mm =-= 2.17 若有一透镜位于空气中，r 1= 100mm ，d= 8mm ，n = 1.5，若有一物体的物距l =－200mm ，经该透镜成像后的像距l ′= 50mm ，求第二面的曲率半径r 2。若物高y = 20mm ，求像高。 解：由成像公式 111 l l f -='' ，可得 40f mm '= 又()( )12 21(1)1nrr f n n r r n d '= --+-???? 故可得 225r mm =- 由于 l y l y β'' = =，所以5y mm '=- 3.2一眼睛，其远点距r = 2m ，近点距p =－2m 。问： （1）该眼镜有何缺陷？ （2）该眼睛的调节范围为多大？ （3）矫正眼镜的焦距为多大？ （4）配戴该眼镜后，远点距和近点距分别为多大？ 解：（1）远点r = 2m ，只有入射会聚光束，且光束的会聚点距离眼睛后2m 才能在视网膜上形成一个清晰的像点，故此眼睛为远视眼 （2）调节范围：11 1A R P D r p =-=-= （3）对远视眼应校正其近点，正常人眼明视距离L 0=—25cm ，远视眼近点为l p 。戴上眼镜后，将其近点移至L 0处 111 p n L l f -= ''
光学试题库
光学试题库 光源、光的相干性 1. 选择题 来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于 （A）白光是由不同波长的光构成的（B）两光源发出不同强度的光 （C）两个光源是独立的，不是相干光源（D）不同波长的光速是不同的 [ ] 答案：（C） 有三种装置 (1)完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光，照射到屏上； (2)同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3)用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上； 以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是： (A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3) [ ] 答案：（A） 对于普通光源，下列说法正确的是： （A）普通光源同一点发出的光是相干光（B）两个独立的普通光源发出的光是相干光（C）利用普通光源可以获得相干光（D）普通光源发出的光频率相等 [ ] 答案：（C） 在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片，则（A）干涉条纹间距不变，且明纹亮度加强(B）干涉条纹间距不变，但明纹亮度减弱（C）干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱（D）无干涉条纹 [ ] 答案：（B） 杨氏双缝干涉实验是： (A) 分波阵面法双光束干涉(B) 分振幅法双光束干涉 (C) 分波阵面法多光束干涉(D) 分振幅法多光束干涉 [ ] 答案：（A）
光程、光程差的概念 1. 选择题 在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等 (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等 (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等 (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 [ ] 答案：（C ） 光在真空中和介质中传播时，正确的描述是: （A ）波长不变，介质中的波速减小 (B) 介质中的波长变短，波速不变 (C) 频率不变，介质中的波速减小 (D) 介质中的频率减小，波速不变 [ ] 答案：（C ） 如图所示,两光源s 1、s 2发出波长为λ的单色光，分别通过两种介 质(折射率分别为n 1和n 2，且n 1>n 2)射到介质的分界面上的P 点，己知s 1P = s 2P = r ，则这两条光的几何路程?r ，光程差δ 和相位差??分别为： (A) ? r = 0 , δ = 0 , ?? = 0 (B) ? r = (n 1－n 2) r , δ =( n 1－n 2) r , ?? =2π (n 1－n 2) r /λ (C) ? r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ?? =2π (n 1－n 2) r /λ (D) ? r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ?? =2π (n 1－n 2) r [ ] 答案：（C ） 如图所示，s 1、s 2为两个光源，它们到P 点的距离分别为r 1和 r 2，路径s 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径s 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2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) (r 2 + n 2 t 2)－(r 1 + n 1 t 1) (B) [r 2 + ( n 2－1) t 2]－[r 1 + (n 1－1)t 1] (C) (r 2 －n 2 t 2)－(r 1 －n 1 t 1) (D) n 2 t 2－n 1 t 1 [ ] 答案：（B ） s 1 s 2
大学物理波动光学题库及标准答案
大学物理波动光学题库及答案
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一、选择题：（每题3分） 1、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ． (C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ ］ 2、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］ 3、如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2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) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ ］ 4、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π． (C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π． ［ ］ 5、如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e ，而且n 1＞n 2＞n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ． (B) 2πn 2 e / λ． (C) (4πn 2 e / λ) +π． (D) (2πn 2 e / λ) -π． ［ ］ 6、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1＜n 2＜n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2 . (C) 2n 2 e －λ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． ［ ］ 7、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1< n 2> n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2. (C) 2n 2 e －λ ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． P S 1 S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 n 2 n 3 e λ n 2n 1n 3 e ①② n 2n 1n 3 e ①②
光学试卷及答案
<光学>期终试卷(一) 班级学号姓名成绩 一.选择题(每小题分,共25分每小题只有一个正确答案) 1.下列说法正确的是 A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的; B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的 C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响 D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的 2.光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是 A.频率; B.波长 C.速度; D.传播方向 3.在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有 A.增大入射光的波长; B.增大接收屏与镜的距离 C.增大两平面镜的夹角; D.减小光源与双面镜交线的距离 4.白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜 色(肥皂水的折射率为 A.红色 B.紫红色 C.绿色 D.青色 5.光栅光谱谱线的半角宽度Δθ与下列哪项无关? A.谱线的衍射角 B.光谱的级次 C.光栅常数 D.光栅的总缝数 6.光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于 A.入射光的颜色 B.入射光的频率 C. 仅仅入射光的强度 D,入射光的强度与颜色 7.球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一 个半波带在P点产生的振动之振幅的
2倍倍倍倍 8.天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了 A.提高入射光的光强 B.提高分辨本领 C.能看到更大的像 D.能看到更清晰的像 9.使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是: A.平面偏振光 B.椭圆偏振光 C.部分偏振光 D.圆偏振光和平面偏振光的混合 10.关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的? A.负晶体,V 0> V e ,n
()光学题库及答案
光学试题库计算题 12401已知折射光线和反射光线成900角如果空气中的入射角为600求光在该介质中的速度。14402在水塘下深h处有一捕鱼灯泡如果水面是平静的水的折射率为n则从水面上能够看到的 圆形亮斑的半径为多少14403把一个点光源放在湖水面上h处试求直接从水面逸出的光能的百分比 忽略水和吸收和表面透镜损失。 23401平行平面玻璃板的折射率为厚度为板的下方有一物点P P到板的下表面的距离为,观察者透过玻璃板在P的正上方看到P的像求像的位置。 23402一平面平行玻璃板的折射率为n厚度为d点光源Q发出的近于正入射的的光束在上表面反射成像于'光线穿过上表面后在下表面反射再从上表面出射的光线成像于'。求'和'间的距离。 23403来自一透镜的光线正朝着P点会聚如图 所示要在P '点成像必须如图插入折射率n=的玻璃片. 求玻璃片的厚度.已知=2mm . 23404容器内有两种液体深度分别为和折射率分别为和液面外空 气的折射率为试计算容器底到液面的像似深度。 23405一层水n=浮在一层乙醇n=之上水层厚度3cm乙醇厚5cm从正方向看水槽的底好象在水面下多远 24401玻璃棱镜的折射率n=如果光线在一工作面垂直入射若要求棱镜的另一侧无光线折射时所需棱镜的最小顶角为多大24402一个顶角为300的三棱镜光线垂直于顶角的一个边入射而从顶角的另一边出射其方向偏转300 求其三棱镜的折射率。 24404有一玻璃三棱镜顶角为折射率为n欲使一条光线由棱镜的一个面进入而沿另一个界面射出此光线的入射角最小为多少24405玻璃棱镜的折射棱角A为60对某一波长的光的折射率为现将该棱镜浸入到折射率为4/3的水中试问当平行光束通过棱镜时其最小偏向角是多少
光学基础、屈光不正试题和答案
1、眼屈光间质不包括（ D ） A.角膜 B.房水 C.玻璃体 D.视网膜 2、角膜是眼屈光系统中最重要的成分，它的屈光力占眼球总屈光力的（ C ） A 1/2 B 1/3 C 2/3 D 2/5 3. 由于屈光系统的两个子午线上，屈光力不同，平行光线不能在视网膜上形成焦点，而是在相互垂直的两条轴上形成焦线，称为散光眼。例如两条焦线所成焦点都在视网膜后。即+2.50D/+2.00DC（ C ） A.单纯远视散光 B.单纯近视散光C复性远视散光D复性近视散光 4.一正视眼，注视40厘米处的物体，所需的调节需多少（C ） A 1.00D B 2.00D C 2.50 D D 3.00D E 5.50D 5.远视眼可使平行光在视网膜何处形成焦点（B ） A视网膜前B视网膜后C黄斑处D视网膜上 6. 12.下列最为准确的验光是（C ） A电脑验光B物视法C散瞳检影验光D插入法 7.下面对棱镜地描述不正确的是（D ） A 能使光线发生偏向 B 所成的像是虚像 C处方表示既要有大小又要有底向标示 D 作用大小用屈光力表示，其单位为度
8.老视是由于（C） Ａ睫状肌痉挛Ｂ随年龄增长晶状体变厚 Ｃ晶状体弹性下降，睫状肌功能减弱Ｄ随年龄增长晶体混浊加重 9. 下列不属于屈光不正的是（ E ） A、近视 B、远视 C、散光 D、老视 E、屈光参差 10.中度近视指屈光力数值（） A -3D~-6D B 3D -6D C -1D-3 D D -2D - -5D 11.矫正散光用（ B ） A、角膜接触镜 B、环曲面镜 C、凹透镜 D、凸透镜 12.一患者为+1.5D使其看清1米视标其调节度为（B ） A 2.0D B 2.5D C 3.0 D D 4D 13.远点为眼前1米，其屈光度为（A ） A-1.00DS B-1.50DS C-2.00DS D-2.50DS 14.睫状肌松弛时，晶状体的变化是（ B ） A变凸B变平C不变D以上都不是 15.眼外肌力量最大的是（C ） A上直肌B下直肌C内直肌D外直肌 16、柱面透镜的轴向表示描述不正确的是（D ） A、现在国际上普遍采用的是标准标记法，又称TABO标记法 B、由水平方向起，从被检者的左向右逆时针旋转为0 ～180度。在这样的规定下，垂直子午线称为90度子午线，水平子午线习惯称为180度子午线，度数符号“°”可以省略，这样可以避免使10度误
(精选)光学测试题(附答案)
光学测试卷 姓名_______班级_______ 一选择题（每题仅一个正确答案，错填漏填多选均不得分，每题2分，共15 小题） 1、许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经“调好焦”，使被摄者在 胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变远了，为了 使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与底片的距离应( ) A、变大 B．变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 2、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像,现将透镜上部遮住不让光通过,则屏上的像（） A.缺少上部分 B.缺少下部分 C.大小变化了 D.像性质不变,只是变暗了 3、一种手电筒上所有的聚光小电珠如图2所示，其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜，灯 丝（可看作一个点光源）发出的光通过它出射时，出射光束（图中实线所示）比无此透镜时 的光束（图中虚线所示）要窄，即它可减小光束的发散，有聚光功能。在这种小电珠中，灯 丝应位于（） A．凸透镜的焦点以内B．凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间 C．凸透镜的焦点处D．凸透镜的两倍焦距处 4．测绘人员绘制地图时常常需要从飞机上拍摄地面的照片。若使用的相机镜头焦距为50 毫米，则底片与镜头距离应该在（） A．100毫米以外。 B．50毫米以内。 C．恰为50毫米。 D．略大于50毫米。 5.如右图所示，一束光线斜射人容器中，在P处形成一光斑，在向容器里逐渐加满水的过程 中，光斑将（） A.向左移动后静止 B.先向左移动再向右移动 C.向右移动后静止 D.仍在原来位置 6．图1是有关近视眼、远视眼及其矫正的示意图，其中表示近视眼矫正的是（） 7.如图3所示，把蜡烛逐渐远离平面镜，它在镜中之像将 ( ) A. 变大． B. 变小． C. 不变． D. 变倒立． 8.如图所示是从平面镜中看到的一钟表时针和分针位置，此时的实际时刻是 ( ) A. 8时20分． B. 4时20分． C. 3时40分． D. 8时40分，
光学竞赛题(附答案)
光学竞赛题 O 'fl
光学竞赛题 一、选择题 1. （ 3分）细心的小明同学注意到这样一个问题：如果打开窗户，直接看远处的高架电线，电线呈规则的下弯弧形; 而如果隔着窗玻 璃看，电线虽然整体上也呈弧形，但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲，而且，轻微摆动头部 让视线移动时，电线上的不规则弯曲情景也在移动?产生这种现象的原因是（ ） A .玻璃上不同部位对视线的阻挡情况不同 B .玻璃各部分的透光度不均匀 C .玻璃各部分的厚度不均匀 D .玻璃上不同部位对光的反射不一样 2. （ 3分）如图所示，平面镜 0M 与ON 的夹角为0, 一条平行于平面 ON 的光线经过两个平面镜的多次反射后, 能够沿着原来的光 路返回，则两平面镜之间的夹角不可能是（ ） C . 10° 4. （ 3分）如图所示，竖直放置的不透光物体 （足够大）中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主 光轴垂直的物体 AB ，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜 MN ，镜面与凸透镜的主光轴垂直， B 、N 两点都在 主光轴上，AB 与 MN 高度相等，且与透镜上半部分等高.遮住透镜的下半部分，则该光具组中，物体 AB 的成像 情况是（ ） A .两个实像，一个虚像 B . 一个实像，两个虚像 C .只有一个虚像 D .只有一个实像 3. （3分）在探究凸透镜成像规律的实验中，我们发现像距 能 正确反映凸透镜成像规律的应该是（ ） v 和物距u 是一一对应的，在如图 所示的四个图线中 , A .图线A B .图线B C .图线C D .图线 D B . 15
5. （ 3分）如图所示，P 是一个光屏，屏上有直径为5厘米的圆孔.Q 是一块平面镜，与屏平行放置且相距 10厘米.01、 02是过圆孔 中心 0垂直于Q 的直线，已知 P 和Q 都足够大，现在直线 0102上光屏P 左侧5厘米处放置一点光源 D .丄米2 一7 6. （3分）如图（a ）所示，平面镜 0M 与0N 夹角为0,光线AB 经过平面镜的两次反射后出射光线为 CD .现将 平面镜0M 与0N 同 时绕垂直纸面过 0点的轴转过一个较小的角度 3,而入射光线不变，如图（b ）所示.此时经过 平面镜的两次反射后的出射光线将（ ） (a) (b) A .与原先的出射光线 B .与原先的出射光线 C .与原先的出射光线 D .与原先的出射光线 CD 平行 CD 重合 CD 之间的夹角为23 CD 之间的夹角为3 7. （ 3分）小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图象拍摄下来?由于会场比较暗，他 使用了闪光灯.这样 拍出来的照片（ ） A .比不用闪光灯清楚多了 B .与不用闪光灯的效果一样 C .看不清投影到屏幕上的图象 D .色彩被 闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条 &（ 3分）如果不慎在照相机的镜头上沾上了一个小墨点，则照出的相片上（ ） A .有一个放大的墨点像 B .有一个缩小的墨点像 C . 一片漆黑 D .没有墨点的像 9. （ 3分）如图所示，水池的宽度为 L ,在水池右侧距离池底高度 H 处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左 下角产生一个光斑.已知 L=H ，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（ S ,则平面镜上的反射光在屏上形成的亮斑面积为（ 米2
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任课教师学科物理授课时间 学生年级备注 教学内容：光学综合复习 一、教学目标 1、光的传播 2、反射定律 3、投射与透镜 4、凸透镜成像 5、近视与远视矫正 二、教学重点 平面镜成像、凸透镜成像实验。 三、教学难点 凸透镜成像 教学过程 1、下列说法不正确的是（） A．只有红色的物体才会发出红外线B．红外线具有热效应 C．紫外线最显著的性质是它能使荧光物质发光D．过量的紫外线照射对人体有害 2、如右图所示， A 为信号源， B 为接收器， A、B 间有一真空区域。当信号源 A 分别发射出次声波、可见光、红外线和紫外线信号时，接收器 B 不能接收到的信号是：（） A．可见光B．红外线 C．次声波D．紫外线 3、红外线和紫外线的应用非常广泛。下列仪器中，属于利用紫外线工作的是（） A．电视遥控器B．医用“B超”机C．验钞机D．夜视仪 4、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是： A．图甲中，小孔成的是倒立的虚像，是光的直线传播的应用 B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正近视眼，是利用了凹透镜的会聚的作用
C．图丙中，太阳光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光 D．图丁中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 5、如图所示，对下列光学现象的描述或解释，正确的是( ) A．“手影”是由光的折射形成的B．“海市蜃楼”是由光的反射形成的 C．小女孩在平而镜中看到的是自己的虚像D．在漫反射中，不是每条光线都遵循光的反射定律 6、如图所示是十字路口处安装的监控摄像头，它可以拍下违 章行驶的汽车照片， A、 B 是一辆汽车经过十字路口时， 先后拍下的两张照片，下列说法正确的是（） A．摄像头成像的原理与电影放映机原理相同 B．可以看出汽车此时是靠近摄像头 C．照片中车的外表很清晰，但几乎看不见车内的人，这是因为车内没有光 D．夜晚，为了帮助司机开车看清仪表，车内的灯应亮着 7、下列有关光现象的解释，错误的是（） A．小孔成像是光的折射现象 B．雨后彩虹是太阳光传播中被空气中的水滴色散而产生的 C．在太阳光下我们看到红色的玫瑰花是因为它反射太阳光中的红色光 D．电视机遥控器是通过发出红外线实现电视机遥控的 8、下列关于光现象的描述中，正确的是() A．立竿见影是由于光的反射形成的 B．“潭清疑水浅”与“池水映明月”的形成原因是一样的 C．初三学生李凡照毕业照时成的像与平时照镜子所成的像都是实像 D．雨过天晴后天空中出现的彩虹是光的色散现象
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1．在单缝衍射中，设缝宽为a ，光源波长为λ，透镜焦距为f ′，则其衍射暗条纹间距e 暗=f a λ ' ，条纹间 距同时可称为线宽度。 3．光线通过平行平板折射后出射光线方向__不变_ ___ ,但会产生轴向位移量，当平面板厚度为d ，折射率为n ，则在近轴入射时，轴向位移量为1 (1)d n - 。 4．在光的衍射装置中，一般有光源、衍射屏、观察屏，则衍射按照它们距离不同可分为两类，一类为 菲涅耳衍射，另一类为 夫琅禾费衍射 。 5．光轴是晶体中存在的特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射。n e 光学练习题 一、填空题 1. 在用钠光（λ = 589.3 nm ）照亮的缝S 和双棱镜获得干涉条纹时，将一折射率为1.33的平行平面透明膜插入双棱镜上半棱镜的光路中，如图所示．发现干涉条纹的中心极大（零级）移到原来 不放膜时的第五级极大处，则膜厚为________．(1 nm = 10- 9 m) 8.9 μm 参考解： λ5)1(=-d n =-=)1/(5n d λ8.9 μm 2. 采用窄带钨丝作为双缝干涉实验的光源．已知与双缝平行的发光钨丝的宽度b = 0.24 mm ， 双缝间距d = 0.4 mm ．钨丝发的光经滤光片后，得到中心波长为690 nm (1 nm = 10- 9 m) 准单色光．钨丝逐渐向双缝移近，当干涉条纹刚消失时，钨丝到双缝的距离l 是_________． 1.4×102 mm 3. 以钠黄光（λ = 589.3 nm ）照亮的一条缝作为双缝干涉实验的光源，光源缝到双缝的距离为20 cm ，双缝间距为0.5 mm ．使光源的宽度逐渐变大，当干涉条纹刚刚消矢时，光源缝的宽度是_____________．(1nm = 10- 9m) 0.24 mm 参考计算：光源的极限宽度为：mm 24.0(mm)10103.5895 .0102039=????== -λωd L 4. 检验滚珠大小的干涉装置示意如图(a)．S 为单色光源，波长为λ，L 为会聚透镜，M 为半透半反镜．在平晶T 1、T 2之间放置A 、B 、C 三个滚珠，其中A 为标准件，直径为d 0．在M 上方观察时，观察到等厚条纹如图(b)所示．若轻压C 端，条纹间距变小，则可算出 B 珠的直径d 1＝________________； C 珠的直径d 2＝________________． d 0， d 0－λ 5. 用迈克耳孙干涉仪产生等厚干涉条纹，设入射光的波长为λ ，在反射镜M 2转动过程中，在总的观测区域宽度L 内，观测到总的干涉条纹数从N 1条增加到N 2条．在此过程中M 2转过的角度?θ 是____________________ )(212N N L -λ 6. 测量未知单缝宽度a 的一种方法是：用已知波长λ的平行光垂直入射在单缝上，在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l (实验上应保证D ≈103a ，或D 为几米)，则由单缝衍射的原理可标出a 与λ，D ，l 的关系为a =______________________． 2λD / l 参考解：由sin ? = λ / a 和几何图， 有 sin ? = l / 2D ∴ l / 2D = λ / a =2λD / l 图(b) 1 2 λ 光学试题库（计算题） 12401 已知折射光线和反射光线成900角，如果空气中的入射角为600 ，求光在该介质中的速度。 14402 在水塘下深h 处有一捕鱼灯泡，如果水面是平静的，水的折射率为n ，则从水面上能够看到的圆形亮斑的半径为多少 14403 把一个点光源放在湖水面上h 处，试求直接从水面逸出的光能的百分比（忽略水和吸收和表面透镜损失）。 23401 平行平面玻璃板的折射率为0n ，厚度为0t 板的下方有一物点P ，P 到板的 下表面的距离为0l ,观察者透过玻璃板在P 的正上方看到P 的像，求像的位置。 23402 一平面平行玻璃板的折射率为n ，厚度为d ，点光源Q 发出的近于正入射的的光束在上表面反射成像于'1Q ，光线穿过上表面后在下表面反射，再从上表 面出射的光线成像于'2Q 。求'1Q 和'2Q 间的距离。 23403 来自一透镜的光线正朝着P 点会 聚，如图所示，要在'P 点成像，必须如 图插入折射率n=的玻璃片.求玻璃片的 厚度.已知 =2mm . 23404 容器内有两种液体深度分别为 1h 和2h ，折射率分别为1n 和2n ，液面外空气的折射率为n ，试计算容器底到液面的像似深度。 23405 一层水（n=）浮在一层乙醇（n=）之上，水层厚度3cm ，乙醇厚5cm ，从正方向看，水槽的底好象在水面下多远 24401 玻璃棱镜的折射率n=，如果光线在一工作面垂直入射，若要求棱镜的另一 侧无光线折射时，所需棱镜的最小顶角为多大 24402 一个顶角为300的三棱镜，光线垂直于顶角的一个边入射，而从顶角的另一边出射，其方向偏转300，求其三棱镜的折射率。 24404 有一玻璃三棱镜，顶角为 ，折射率为n ，欲使一条光线由棱镜的一个面进入，而沿另一个界面射出，此光线的入射角最小为多少 24405 玻璃棱镜的折射棱角A为600，对某一波长的光的折射率为，现将该棱镜浸入到折射率为4/3的水中，试问当平行光束通过棱镜时，其最小偏向角是多少32401 高为2cm的物体,在曲率半径为12cm的凹球面镜左方距顶点4cm处。求像的位置和性质，并作光路图。 32402 一物在球面镜前15cm时，成实像于镜前10cm处。如果虚物在镜后15cm处，则成像在什么地方是凹镜还是凸镜 32403 凹面镜所成的实像是实物的5倍，将镜向物体移近2cm ，则像仍是实的，并是物体的7倍，求凹面镜的焦距。 32404 一凹面镜，已知物与像相距1m ，且物高是像高的4倍，物和像都是实的，求凹面镜的曲率半径。 32405 一高度为的物体，位于凹面镜前，像高为，求分别成实像和虚像时的曲率半径。 32406 凹面镜的曲率半径为80 cm ,一垂直于光轴的物体置于镜前何处能成放大两倍的实像置于何处能成放大两倍的虚像 32407 要求一虚物成放大4倍的正立实像,物像共轭为50 m m ,求球面镜的曲率半径. 32408 一个实物置在曲率半径为R的凹面镜前什么地方才能:(1)得到放大3倍的 1．在单缝衍射中，设缝宽为a ，光源波长为λ，透镜焦距为f ′，则其衍射暗条纹间距e 暗=f a λ ' ， 条纹间距同时可称为线宽度。 2．当保持入射光线的方向不变，而使平面镜转15°角，则反射光线将转动 30° 角。 3．光线通过平行平板折射后出射光线方向__不变_ ___ ,但会产生轴向位移量，当平面板厚度为d ，折射率为n ，则在近轴入射时，轴向位移量为1 (1)d n - 。 4．在光的衍射装置中，一般有光源、衍射屏、观察屏，则衍射按照它们距离不同可分为两类，一类为 菲涅耳衍射，另一类为 夫琅禾费衍射 。 5．光轴是晶体中存在的特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射。n e 0448在折射率n = 1.50的玻璃上，镀上n = 1.35的透明介质薄膜.入射光波垂直于介 质膜表面照射，观察反射光的干涉，发现对 匸600 nm 的光波干涉相消，对2= 700 nm 的光波干涉相长.且在600 nm 到700 nm 之间没有别的波长是最大限度相消或相长的 情形?求所镀介质膜的厚度.(1 nm = 10-9 m) 解：设介质薄膜的厚度为e ,上、下表面反射均为由光疏介质到光密介质，故不计附 将k 、 2、n 代入②式得 k A e 2 = 7.78X 10-4 mm 2n 3181白色平行光垂直入射到间距为 a = 0.25 mm 的双缝上，距D =50 cm 处放置屏幕， 分别求第一级和第五级明纹彩色带的宽度. (设白光的波长范围是从 400nm 到 760nm ?这里说的“彩色带宽度” 指两个极端波长的同级明纹中心之间的距离.)(1 -9 nm=10 m) 解：由公式x = kD / a 可知波长范围为 时，明纹彩色宽度为 x k = kD / a 2 分 由k = 1可得，第一级明纹彩色带宽度为 X 1= 500X (760— 400)X 10-6 / 0.25= 0.72 mm 2 分 k = 5可得，第五级明纹彩色带的宽度为 X 5 = 5 ? X 1 = 3.6 mm 1 分 3348折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜(劈尖角 很小)?用波 长=600 nm (1 nm =109 m)的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹?假如在劈形膜内 充满n =1.40的液体时的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小 1 = 0.5 mm ， 那么劈尖角应是多少？ 解：空气劈形膜时，间距 h 2n sin 2 液体劈形膜时，间距 J 4分 2si n 2n l l 1 l 2 1 1/ n / 2 =(1 -1 / n ) / ( 2 l ) = 1.7X 10-4 rad 4分 加程差。当光垂直入射i- 0时，依公式有: 对 1: 2n e 1 -2k 1 1 ① 2 按题意还应有： 对 2: 2n e k 2 ② 由①②解得： k ——— 3 2 2 1 n =1.35 v n = 1.50 光学单元测试 一、选择题（每小题3分，共60分） 1 ．光线以某一入射角从空气射人折射率为的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于（ ） A.30° B.45° C.60° D.75° 2．红光和紫光相比，（ ） A. 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小 3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光， 其传播方向如图所示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，则（ ） A ．n a >n b B ．n a 光学基础试题 一．填空题 1．生活、生产中常用到光学知识：在开凿大山隧道中， 用激光引导掘进机掘进方向，如图3所示，是利用了光 沿__________；有时人们把电视机遥控器的红外线发射 窗，对着电视机对面墙壁发射，也能控制电视机，这是 利用了光的______________现象；有经验的渔民都知道， 只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到，这是利用了光的______________现象； 2．如图所示的是某地区出现的“日全食” 现象的原因，其中B表示的是________的位置(选填“地 球”或“月亮”) 3.光从太阳到地球需要8min，则太阳与地球之间的距离是_________Km。 4．当入射光线跟平面镜的夹角是60°时，入射角为______；若入射光线与镜面垂直，则反射 角为______ 5．如图(17)所示，光在水和空气两种物质界面发生反射和折射现象．______是反射角，物质 I是______ 6、城市中建盖的一些高楼用玻璃做墙，由于太阳光发生现象，使附近的住 户受到较强的照射而不能很好工作和休息，形成了一种新的城市污染；教室里不同位置上的 同学都能看到黑板上的粉笔字，这是光的现象。 7、夜晚，我们在池边可看到岸边路灯倒映在水中，这是光的造成的，若池水深2m，路灯到水面的距离为8m，则灯在水中的像到灯的距离应为m。 8、小强同学身高1.6m，站在竖直放置的平面镜前3m处照镜子，,若他以0.5m/s的速度向平面镜靠近，则他在镜中像的高度将，他在镜中的像高m，像相对于镜面的速度为m/s。 二、选择题 1、下列不属于光源的是（） A、太阳 B、月亮 C、萤火虫 D、电灯 2、下列例子不能用光的直线传播来解释的是（） A、日食和月食 B、影子的形成 C、在开凿大山隧道时，工程师用激光引导掘进方向 D、发生雷电时，先看到闪电后听到雷声 3、晚上，小明同学在街道上行走经过一盏路灯，路灯下小明影子的长短会发生变化，其变化情况是（） A、先变长后变短 B、先变短后变长 C、逐渐变短 D、逐渐变长 4、晴天的时候，树荫下的地面上，会出现圆形的光斑，这是（） A、太阳的实像 B、太阳的影子 C、树叶的影子 D、树叶的实像 5、下列现象中，不是由于光的反射形成的是（） A、看到水中的“太阳” B、夜晚看到空中的月亮 C、看到电视屏上的像 D、看到平面镜中的像 6.下列事实或现象属于光的反射的是（） A. 路灯下行走的人，出现人影相随 B. 清澈的地底，看起来变浅了 C. 饭店墙壁上装一面大镜子，使人有增大空间的感觉 D. 早晨，当太阳还在地平线以下时，我们就看到了它 7、从平面镜中看到一只挂钟的指针位置如图所示，该钟的实际时间是（） A、7时25分 B、6时35分 C、5时25分 D、4时35分 8、有只鸟在平静的湖面上飞翔，有时我们看到好像鸟在水中游，有时能看到鸟的阴影在水面上移动，则下列说法正确的是（） A 、前者是由于光沿直线传播形成的，后者是由于光的反射形成的3光学练习题.
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