仪器光学试题2010A

武汉理工大学考试试题纸（A卷）闭卷课程名称仪器光学基础专业班级测控0801~05题号一二三四五六七八九十总分题分24122440100备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）1.人眼最敏感的波长是A.400nm；B.550nm；C.750nm；D.800nm；2.以下对于平面镜成像正确的描述是A．平面镜对物成镜像、物像虚实相同；B.平面镜成像时满足',1ll；C.平面镜是唯一能成完善像的光学元件；D.当物体在镜前顺时针旋转时，像也顺时针旋转；3.以下关于光学系统成像正确的说法是A．实物通过正透镜只可能成实像；B．实物通过正透镜可能成实像或虚像；C．虚像可以被胶片记录；D．虚物是客观存在的；4.强度分别为I1和I2的两束光在空间相遇，在相遇区域的光强度为（I1+I2），该物理现象可以用以下那个光学原理解释？A．光的直线传播定律；B．费马原理；C．马吕斯定律；D．光的独立传播定律；5.已知一个实物通过某光学系统成像的垂轴放大率β=－2×，则所成像为A．放大、倒立虚像；B．放大、正立虚像；C．放大、倒立实像；D．放大、正立实像；6.一平行细光束以10°入射角入射到一个平面反射镜上，如果将此平面反射镜顺时针旋转5°，则反射光相对于原来的方向将A．顺时针旋转5°；B．顺时针旋转10°；C．顺时针旋转15°；D．逆时针旋转10°；7.理想光学系统中具有共轭关系的基点是A.物方焦点和像方焦点；B.物方焦点和无穷远处轴上像点；C.物方焦点和无穷远处轴外像点；D.无穷远处轴上物点和无穷远处轴上像点；8.一束平行光垂直通过一个检偏器，将检偏器顺时针旋转一周，在检偏器后观察到光强没有变化，则该光A.一定是圆偏振光；B．一定是自然光；C．可能是自然光或椭圆偏振光；D．可能是自然光或圆偏振光；9.一束平行自然光以布儒斯特角入射到空气—玻璃界面上，则反射光的偏振度P为A．P=0；B．P＜1；C．P=1；D．P＞1；10.在物理光学中被称为光矢量的是A．电场强度矢量E；B．磁场强度矢量H；C．电感强度矢量D；D．磁感强度矢量B；11.以下对显微镜系统正确的描述是A.显微镜系统的出射光瞳在目镜之前；B.显微镜的孔径光阑在分划板上；C.显微镜的数值孔径越大，景深越小；D.显微镜的分辨能力随其数值孔径的增大而减小；12.在杨氏双缝干涉实验中，如果增大双缝间的距离，则观察到亮条纹A．没有任何变化；B．变粗变疏；C．变细变密；D．宽度不变但更密；二、填空题（本大题共6小题，每小题2分，共12分）1.一平行细光束经一个薄透镜后汇聚于镜后200mm处，则该透镜的焦距'f等于(mm)。2.一个实物通过一个凹面镜成倒立等大的实像，则成像的垂轴放大率等于。3.一个平面光波可以表示为152cos[10],0,02xyzzEtEEc，则该平面波的传播频率为（Hz）。4.利用迈克耳逊干涉仪测距时观察到干涉条纹移动了10条，如果光源的波长为λ，则移动的距离为。5.光纤通信技术利用了光的。6.一束强度为I的自然光通过一个起偏器后，透过光的强度为。三、简答题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）1.在望远镜系统中，孔径光阑的安放位置主要考虑哪些因素？2.反射棱镜在光学系统中的作用是什么？试举例说明。3.利用夫朗和费衍射可以精密测量细丝的直径，请简述测量原理。4.简叙如何利用光的反射折射现象从自然光中获得线偏振光？四、计算题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）1.已知一正薄透镜的焦距为100mm，将一实物放置于透镜前150mm处，试计算像距及轴向放大率，并判断成像的性质。2.一束平行细光束入射到一个半径为50mm，折射率1.5的玻璃球上，试计算光束会聚点的位置。3.在杨氏双缝实验中，已知缝间距为d=1mm，双缝离观察屏的距离D=1000mm，用600nm的光做光源，试计算干涉条纹间距是多少？若用折射率为1.5的玻璃薄片档在其中一个狭缝上，看见条纹移动了4个，求玻璃薄片的厚度。4.一台显微镜的数值孔径NA=0.45，照明光的波长为550nm，试计算它的最小分辨距离是多少？若要使该显微镜的分辨本领提高2倍，则应选用多大数值孔径的显微镜？5.一束自然光以布儒斯特角入射到空气玻璃（n=1.54）界面，试计算布儒斯特角的大小是多少？此时反射光的rs、rp是多少？武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称仪器光学基础（A卷）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）1~6：BCBDCB7~12：BDCACC二、填空题（本大题共6小题，每小题2分，共12分）1.200mm；2.－1；3.5×1014；4.5λ；5.全反射原理；6.I/2；三、简答题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）1.在望远镜系统中，孔径光阑的安放位置主要考虑哪些因素？答：（1）出射光瞳必须在目镜外6mm以上，便于人眼瞳孔与其衔接（2分）；（2）便于校正像差（2分）；（3）使系统元件口径最小（2分）。2.反射棱镜在光学系统中的作用是什么？试举例说明。答：作用：折转光路、改变光路方向、转像、扫描等（3分）。如教材P143页图7-18的望远镜系统，就利用保罗棱镜实现光路的折叠和转像功能（3分）。3.利用夫朗和费衍射可以精密测量细丝的直径，请简述测量原理。答：细丝与单缝衍射的夫朗和费衍射图样除中心点之外具有相同的分布，（2分）因此，测出中心到第一级暗纹的距离x，以及观察屏与透镜间的距离f，则细丝直径为d＝λf/x。（4分）4.简叙如何利用光的反射折射现象从自然光中获得线偏振光？答：根据菲涅耳公式可知，当自然光入射到界面时，入射角和折射角满足1290，即121tannn（此时的入射角称布儒斯特角）（3分），反射光的rp=0，即没有p分量，只有s分量，反射光为振动方向垂直于入射面的线偏振光（3分）。四、计算题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）1.解：根据高斯公式：''111llf（2分），将已知条件'100;150fmmlmm代入公式，得'111100150l；计算得：'300lmm。（2分）垂轴放大率：'3002150ll（2分）；为放大、倒立实像（2分）。2.解：由公式：'''nnnnllr（2分）依题意，经第一个折射球面成像，将参数：'111;1;1.5;50lnnrmm代入公式：'11.511.5150l（2分）计算得：'1150lmm（1分）经第二个折射球面成像，将参数：'22215010050;1.5;1;50lmmnnrmm代入公式：'211.511.55050l（2分）计算得像距：'225lmm（1分）3.解：干涉条纹间距为：61000600100.61Demmd（3分）条纹移动是由干涉光程差的变化引起的，光程差的变化量为：(1)4nd（2分）则玻璃片厚度为：6344600104.810(1)1.51dmmn（3分）4.解：根据瑞利判据，显微镜的最小分辨距离为：640.610.61550107.46100.45mmNA（4分）若要使该显微镜的分辨本领提高2倍，即其最小分辨距离为：423.7310mm（2分）则显微镜的数值孔径为：20.450.9NA（2分）5.解：布儒斯特角（即入射角）为：21tan1.54Bnn，则57B（3分）折射角为：2905733（1分）布儒斯特角入射时，反射光的平行分量为零，即0pr；（1分）1212sinsin(5733)0.407sinsin(5733)sr（3分）