光学习题库(2)

2019-01-10 14:38

A、0° B、35° C、55° D、90 (二)填空题

1.三个透射光栅分别为100条/mm、500条/mm、1000条/mm用钠灯作光源,经准直正入射光栅,要求两条黄谱线分离得昼远,如果观察的是一级衍射谱,应选用 光栅,如果观察的是二级衍射谱应选用 光栅。(钠灯双黄线为: 589.0nm, 589.6nm)

2.在湖面上方0.5m处放一探测器,一射电星发出波长为21cm的电磁波,当射电星从地平面渐渐升起时,探测器探测到极大值,求第一个极大值出现时一光栅的光栅常数为a+b,如以波长为λ的单色光垂直入射,在透射的焦平面(屏幕)上最多能出现明条纹的级次k为 ,如果入射角为θ,最多能出现的明条纹级次kα 。射电星和地平面的夹角。

3.在一平面衍射光栅上至少要刻 条线,方能使它刚好分辨第一级光谱中的钠双线(λ1=5890 ?,λ2=5896 ?)。

4.某菲涅耳波带片直径为1cm,其上会有半波带数为50,此波带片的焦距是 米。(设λ=5000 ?)

5.今有三缝、五缝衍射屏各一个,它们有相同的缝宽a和不透光部分宽度b,各自进行夫琅和费衍射,它们的零级衍射主极大(光强)之比为 ;若已a?b3?2,知a则它们有“缺级”的级次分别为三缝 ,五缝 。

(三) 计算题 1.在单缝衍射实验中,波长为λ的单色光的第三级亮纹与λ=6300 ?的单色光的第二级亮度恰好相合,试计算λ的数值 2.宽度为10cm,每毫米具有100条均匀刻线的光栅,当波长为500毫微米的准直光垂直入射时,第四级衍射光刚好消失,求:①每缝宽度;②第二级衍射光亮度的角宽度;③二级衍射光可分辨的谱线的最小差异△λ。

3.以λ1=5000?和λ2=6000?的两单色光同时垂直射至某光栅,实验发现,除零级外,它们的谱线第三次重选时,在θ=30°的方向上,求此光栅的光栅常数d。 20.设计一平面透射光栅,当用白光垂直照射时,能在30°衍射方向上观察到6000?的第二级干涉主极大,并能在该处分辨△λ=0.05?的两条光谱线,但在此30°方向上却测不到4000?的第三缘主极大,试求光栅常数d与总缝数N,光栅的缝宽a和缝距b及光栅总宽度各是多少? 4.以λ1=5000?和λ2=6000?的两单色光同时垂直射至某光栅,实验发现除零级外,它们的谱线第三级重迭时在θ=30°的方向上,求此光栅的光栅常数d=? 5.如图所示的洛埃镜装置中,光源S1至观察屏的竖直距离为1.5m,光源到 洛埃镜面的垂直距离为2mm,洛埃镜长AB为40cm,置于光源和屏之间的正中央:①确定屏上可以看见第想方设法的区域大小;②若光波波长λ=500nm,条纹间距为多少?在屏上可看见多少条条纹?

6.用橙黄照射到宽

色的平行光垂直度a=0.6毫米的

单缝上,在缝后放置一个焦距f=40.0厘米的凸透镜,则在屏上形成衍射条纹,若在屏上离中央明纹为1.4毫米处的P点为一明条纹,求:①入射光线的波长;②P点的条纹级数;③从P点来看,对该光波而言,狭缝处的波阵面可分成几个波带?(橙黄色光的波长约为6000?~6500?) 7.以白光正入射在一光栅上,将在30°衍射方向上观察到600nm的第二级 主极大,若能在该处分辨△λ=0.005nm的两条光谱线,可是在30°衍射方向却难以观察到400nm的主最大,试求:光栅常数d,光栅总宽度L,光栅上的狭缝宽度a,若以此光栅观察钠λ=590nm光谱,求当正入射时,屏上实际呈现的全部干涉级次。 8.宽度为10厘米,每毫米具有100条均匀刻线的光栅,当波长为5000?的准直光垂直入射时,第四级衍射光刚好消失,求:①每缝宽度;②第二级衍射亮纹的角宽度;③二级光谱可分辨的最小差异△λ。

第三章, 几何光学

(一)选择题

1.将折射率为n1=1.5的有机玻璃浸没在油中,而油的折射率为n2=1.10,则临界角i c为:

A、sin-1(1.10/1.50) B、1.10/1.50

C、1.50/1.10 D、cos-1(1.10/1.50)

2.一透镜组由两个共轴的薄透镜组成,一凸一凹,它们的焦距都是20cm,中心相距10cm,现在凸透镜外离凸透镜30cm处,放一物体,这物体以透镜驵所成的像是:

A、正立实像 B、倒立实像 C、正立虚像 D、倒立虚像

3.一透镜用用n=1.50cm的玻璃制成,在空气中时焦距是10cm,若此透镜泡在水中(水的折射率为4/3),焦距将是:

A、7.5cm B、10cm C、20cm D、40cm 4.照相机的透镜往往采用两个薄透镜胶合而成,一个是焦距为10cm的凸透镜另一个焦距为15cm的凹透镜,则这一透镜级的焦距为:

A、5 B、20 C、25 D、30 5.一物体置于焦距为8cm的薄透镜前12cm处,现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处,则最后成像的性质为:

A、一个放大的实像 B、一个缩小的实像 C、无像或成像于无穷远 D、一个放大的虚像 E、一个缩小的虚像 6.光学仪器的分辨本领将受到波长的限制,根据瑞利判据,考虑到由于光波 衍射所产生的影响,试计算人眼能区分两只汽车前灯的最大距离为多少km?(设黄光波长λ=5000?,人眼夜间的瞳孔直径为D=5mm,两束灯距离为d=1.22m: A、1 B、3 C、10 D、30

7.光束由介质Ⅱ射向介质Ⅰ,在界面上发生全反射,则光在介质Ⅰ、Ⅱ中 的传播速度v1和 v2的大小为:

A、v1>v2 B、v2>v1

C、v1=v2 D、无法判别v1、v2的大小 8.照相机的透镜往往采用两个薄透镜胶合而成,一个是焦距为10cm的凸透镜另一个是焦距为15cm的凹透镜,那么这一透镜组的焦距为:

A、5cm B、6cm C、20cm D、30cm

9.孔径相同的微波望远镜和光学望远镜比较,前者的分辨本领小的原因是:

A、星体发出的微波能量比可见光能量弱 B、微波更易被大气所吸收 C、 微波波长比光波波长长 D、大气对微波的折射率较小 10.一块3mm厚的玻璃板折射为1.50,被置于波长为600nm(在真空中)的点

光源和屏幕之间,从光源到屏幕的距离是3cm,则在光源和屏幕之间的波列数为 波长λ=5000?的单色光垂直照射一缝宽a=0.25mm的单缝在衍射图样中,中央亮纹两旁第三暗条间距离为1.5mm,则焦距f为:

A、25cm B、12.5cm C、2.5m D、12.5m。 11.一束单色光从真空进入折射率为n的介质中,入射波和折射波的频率f1、 f2及入射波和折射波的波长λ1、λ2之间的关系是:

A、f1=f2、λ1=λ2; B、f1=f2,λ1=nλ2 C、f1=nf2、λ1=λ2; D、f1= f2、λ1=nλ2 12.一物体放在焦距为8cm的会聚透镜左侧12cm的地方,另一个焦距为6cm 的会聚透镜放在第一个透镜的右侧30cm的地方,在第二个透镜的右侧观察可以看到:

A、一个倒实像 B、一个正立的虚像 C、一个放大的实像 D、无像 13.光线从折射率为1.4的稠密液体射向该液体和空气的分界面,入射角的正弦为0.8,则有

A、出射线的折射角的正弦将小于0.8 B、出射线的折射角的正弦将大于0.8

C、光线将内反射 D、光线将全部 14.焦距离为4cm的薄凸透镜用作放大镜,若物置于透镜前3cm处,其横向放大率为:

A、3 B、4 C、6 D、12

15.一透镜用n=1.50的玻璃制成,在空气中时焦距是10cm,若此透镜泡在水中(水的折射率为 ),焦距将是:

A、7.5cm B、10cm C、20cm D、40cm 16.一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜前12cm处,现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处,则最后成像的性质为:

A、一倒立的实像 B、一个正立放大的虚像 C、一个缩小的实像 D、无像或成像于无穷远处

17.光线从折射率为1.4的稠密液体射向该液体和空气的分界面,入射角的正弦值为0.8,则有:

A、出射线的折射角的正弦将大于0.8 B、光线将内反射 C、出射线的折射角的正弦将大于0.8 D、光线将全部吸收

18. 将折射率为n1=1.50的有机玻璃浸没在油中,而油的折射率为n2 =1.10, 则临界角ic为:

A、sin-1(1.10/1.50) B、1.10/1.50

C、1.50/1.10 D、cos-1(1.10/1.50) 19.焦距为4cm的薄凸透镜用作放大镜,若物置于透镜前3cm处,则它的横向放大率为:

A、3 B、4 C、6 D、12

20.将折射率为n=1.50的玻璃制成的薄凸透镜完全浸入折射率为n’=4/3的水中时,透镜的焦距f与该透镜在空气中的焦距f0之比为:

A、4:3 B、3:2 C、1.5:1.3 D、4:

21.将折射率n1=1.50的有机玻璃浸没在油中。而油的折射率为n2=1.10。则临界角ic为:

A sin(1.10 / 1.50) B 1.10 / 1.50

C 1.50 / 1.10 D sin-1(1.50 / 1.10)

22.为4cm的薄凸透镜用作放大镜。若物置于透镜前3cm处。其横向放大率为:

A 3 B 4 C 6 D 12 23.体置于焦距为的薄透镜左侧12cm处,现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在

第一透镜右侧30cm处。则最后成像性质为:

A 一个倒立的实像 B 一个放大的虚像

C 一个放大的实像 D 无像或成像于无穷远处 24.人眼观察远处物体时,刚好能被眼睛分辨的两物点对瞳孔中心的张角称人眼

的最小分辨角,若瞳孔直径为D。光在空气中的波长为λ, n为人眼玻璃体的折射率,则人眼的最小分辨角为:

A 0.61λ/D B 1.22λ/D C 1.22λ/nD D 1.22nλ/D5. (二)填空题

1.棱镜的顶角为α,测得入射平行光(单色)的最小偏向角为D,则棱镜材料的折射率n= 。

2.一个45°、45°、90°的棱镜浸没在水中(水的折射率为4/3),如一光线正入射到此棱镜的一个宽面,此光线将全反射,问此棱镜的最小折射率应为 。 3.一棱镜的顶角为60°,对波长为650nm的红光的折射率为1.54,而对波长450nm的兰光的折射率为1.58,如果这两种颜色光的入射方向是这样的使得每一光线都以最小偏向通过棱镜,则两条出射线间的夹角为 。

4.一束波长为λ的平行光S自空气垂直射到厚度为e的玻璃板aa’面上A点 处如图所示,已知玻璃的折射率为n,入射光到达A点后分为透射光和反 射光两束,这两束光分别传播到M点和N点时,光程保持相同,已知AM长度为h米,AN长度是多少 。 5.一点光源位于水面下20cm处,光从水中出射,水的折射率为4/3,则在 水面上形成的最大圆的直径为 m 6.冉斯登目镜由两个全同的,焦距为f的平凸薄透镜组成,两透镜间的距离d= f,为得到一个焦距F=3cm的目镜,要求每个透镜的焦距f= cm,二者间距d= cm。 7.声波在空气中的速度为330ms-1,而在水中为1320 ms-1,则当声波入射到空气和水的分界面上,其临界角为 。对声波而言,折射率较高的介质是 。

8.一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成,将此薄透镜放在折射率为4/3的水中,则此透镜的焦距数值就变成原来在空气中焦距数值的 倍。

9.光源位于水面下20cm处,光从水中出射,水的折射率为4/3,则在水面上形成的最大圆的直径为 m。 10.棱镜的顶角为α,测得入射平行光(单色光)的最小偏向角为D,则棱镜材料的折射率n= 。

11. ABC光路所需要的时间△t= 10-8S,已知AB段为真空,且AB=1m,BC

段为水,其折射率为4/3,则:

A、 光路ABC的光程为 m B、BC段的光程为 m C、BC两点间的距离为 m D、光通过BC段所需的时间为 S

14

12.在空气中频率为5×10Hz的单色光进入某种透明介质后波长变为 4000?,则此介质的折射率为 ,光在介质内的频率为


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