1、工程光学模拟试卷 2 及答案与解析一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 一个透镜紧贴水面使用。如果测得空气端的焦距为 100mm，则水面端的焦距大小为( )mm(设水的折射率为 133) 。2 要让光学系统的焦距大于筒长，需要选用( )型光组结构；要让光学系统的工作距大于焦距，需要选用( )型光组结构；要让光学系统不存在垂轴像差，需要使用( )型系统。3 两个焦距为 100mm 的正薄透镜，相距 300mm 放置构成一个组合系统，则组合系统的焦距为( )mm。4 使用照相物镜时，光圈数从 F56 改变为 F2 8，则透镜系统的分辨率提高为原来的( )倍，像面照度提高为原来的
2、( ) 倍，而系统景深则会( )( 增大、减小)。5 节点是指满足( ) 条件的一对共轭点；光学系统像方焦点到像方节点的距离，等于( )到( ) 的距离。6 反射棱镜可以等效为( )加( ) ；而折射棱镜主要是利用其( )特性做成分光元件，形成各种分光光谱仪。7 为了在投影屏上获得均匀而足够的照度，必须应用( )的照明系统和适当的光源。按照明系统的结构型式可分为透射照明系统、( )和( )。照明系统和投影系统的衔接要求是：1)( )；2) ( )。8 单色光波(自然光) 从折射率为 n1 的透明介质 1 入射到折射率为 n2 的透明介质 2，在两介质的分界面上，发生( )现象； t(反射角)、
3、 i(折射角)和 i(入射角)的关系为( )；设 v1，v 2 和 1， 2 分别是光波在介质 1 和介质 2 中的频率和波长，则 v1 和 v2 的关系是( ) ， 1， 2 的关系是 ( )；反射光波产生位相突变的条件是( )；反射光波为线偏光的条件是( ) 。9 光波干涉场中的空间相干性与( )有关，时间相干性与( )有关。在杨氏干涉实验中，采用单色点光源 S 照明相距为 的两小孔屏(小孔 1 和 S2 的间隔为 d)，在干涉场的( )处，满足空间相干性和时间相干性；若将 S 改成白光点光源，则满足 ( )相干性条件( )，才能获得干涉条纹；若将 S 改成横向扩展的单色线光源，则满足 (
4、 )相干性条件( )，才能获得干涉条纹。10 在单色光波的照射下，衍射光栅能够起到( )作用，衍射光波按( )在空间分开；在白光照射下，衍射光栅能够起到( )作用，衍射光波按( )在空间分开。二、简答题11 试比较 F-P 于陟仪和衍射光栅分光特性的异同点(包括工作原理、自南光谱区范围、分辨率及其主要影响因素等)。若要在较大波长范围内进行光谱的精确测量，应选择哪种分光仪器，为什么?12 叙述椭圆偏振：光的产生条件及特征参数。13 14 15 让一束光通过检偏器，然后旋转检偏器进行观察，发现光强无任何变化。试设计一个实验方法，进一步确定光的性质。三、解答题16 图解法求像或判断成像方向17 图解
5、法求像或判断成像方向18 图解法求像或判断成像方向19 图解法求像或判断成像方向20 图解法求像或判断成像方向21 图解法求像或判断成像方向工程光学模拟试卷 2 答案与解析一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 【正确答案】 -1332 【正确答案】 (远摄)(反远距)( 对称)3 【正确答案】 (-100)4 【正确答案】 (2)(4)( 减小 )5 【正确答案】 (角放大率为+1)(物方主点)(物方焦点)6 【正确答案】 (平面反射镜)(平行平板)( 色散)7 【正确答案】 (大孔径角)(反射照明系统)( 折反照明系统 )(照明系统的拉赫不变量要大于投影系统的拉赫不变量)
6、(保证两个系统的光瞳衔接和成像关系)8 【正确答案】 (折射和反射)(n 1sini=n2sini， r=-i)(v1=v2)(1 2=n2n 1)(n1n 2)(i+t=90)9 【正确答案】 (光源大小)(光源的非单色性)( 任意点 )(时间)( max=-2( )(空间)(bc=d)10 【正确答案】 (空间调制)(衍射角)( 分光)(波长)二、简答题11 【正确答案】 12 【正确答案】 椭圆偏振光的产生条件是两个频率相同、振动方向垂直、且其位相差不为 O 或 光矢量在空间相叠加。另外它们的复振幅大小相等，位相差为2 不会同时成立时，才会形成椭圆偏振光。椭圆偏振光的特征参数有两种表示方
7、法：在直角坐标系中表示为椭圆偏振光两分量的振幅比和位相差； 在主轴系下椭圆偏振光的长轴在指定坐标系中的方位角、椭圆度和旋向。13 【正确答案】 (1)增大透镜 L2 的焦距，将使接收屏上衍射图样的间隔增大。因有公式 e=f，此时衍射角 不变，条纹间隔 e 增大。 (2)增大透镜 L2 的口径，不会改变衍射图样的分布，但进入系统的光束宽度增加，可使更高级次的衍射会聚到接收屏上，从而使条纹数量增多。 (3)将衍射屏沿系统光轴方向前后移动，衍射图样分布不会改变，但由于衍射屏中心由到透镜 L2 边缘的张角会改变，因而能够被透镜 L2 会聚到焦面上的衍射最高级次会发生变化14 【正确答案】 在左半边视场
8、中，光线经苯胺上下两表面反射时都是从光疏介质到光密介质，因此两相干光波之间无半波损失，中心为亮点；在右半边视场中，光线经苯胺上表面反射时是从光疏介质到光密介质，有半波损失，而下表面反射时是从光密介质到光疏介质，没有半波损失，因此两相干光波之间光程差为 2，中心为暗点。整个视场中，牛顿环为明暗相问的同心圆环，中间稀疏，边缘密集，但由于左右两半视场同半径圆环光程相差 2，会出现互补现象，即在同半径圆环上左半边若为亮，右半边就为暗，左半边若为暗，右半边就为亮。15 【正确答案】 将-4 波片置于检偏器之前，再旋转检偏器，若光强有变化，且存在消光位置，则此光为圆偏振光；若光强有变化，但不存在消光位置，则此光为部分圆偏振光；若无光强变化，则此光为自然光。三、解答题16 【正确答案】 17 【正确答案】 18 【正确答案】 19 【正确答案】 20 【正确答案】 21 【正确答案】
