1、中国科学院大学中国科学院大学 2020 年年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题 科目名称：科目名称：光学光学 考生须知：考生须知： 1本试卷满分为 150 分，全部考试时间总计 180 分钟。 2所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。 3可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器。 1. 名词解释(共 16 分，每小题 4 分) （1）光的反射定律、光的折射定律。 （2）辐射通量、辐照度。 （3）球差、位置色差。 （4）孔径光阑、视场光阑。 2. 将折射率为 1.5 的薄透镜置于空气中时，焦距为 10cm，求将此透镜置于水中时的焦距(
2、水的折射率为 4/3)。(共 5 分) 3. 一老人能看清从 100cm 到 300cm 内的物体，把眼睛简化为离视网膜 2cm 的一个简单透镜。求：(1)看远点（300cm）时，透镜的焦距是多少？（2）看近点（100cm）时，透镜的焦距是多少？（3）为看清 25cm 的物体，须配多少焦距的透镜？（每小题 3分，共 9 分） 4. 如图 1 所示，飞机场跑道上空气折射率随高度变化规律为：0n=n (1)y ，式中611.5 10 m ，0n 为地面处空气折射率。站在跑道上的人，人眼距地面1.7hm ，求在忽略地球曲率影响时， 他能看到的跑道的最远距离 d。 (共 10 分) 5. 试用两个正薄
3、透镜组装一台简易的望远镜，要求：该望远镜能分辨 100m 远物面上1mm 间隔的两条刻线，且镜筒长度（指物镜与目镜之间的距离）为 62cm。试求： （1）物镜的口径应选多大？（2）物镜焦距与目镜焦距应选多长？（3）指明这台望远镜的出射光瞳的位置；（4） 当目镜口径选为 3cm 时， 这台望远镜的入射视场角是多少？(（1） （2）小题各 3 分， （3） （4）小题各 2 分，共 10 分) 6. 简答题 (共 10 分，每小题 5 分) (1) 表达式)( i0ekztEE和)( i0ekztEE表示的是什么光波？ 科目名称：光学 第 1 页 共 2 页 图 1 (2) 同一个 He-Ne 激
4、光器发出的光束，在超净室观察与在一般实验室环境观察到的结果一样吗？为什么？ 7. 自然光从折射率为 1.5 的玻璃入射到空气。(1)求入射角为 30时的反射率和反射光的偏振度； (2) 在什么情况下光束会发生全反射现象？发生全反射时， 空气中是否有光场？如果有，请说明该光场的性质。(（1）小题 12 分， （2）小题 6 分，共 18 分) 8. 白光照射到折射率为 1.33 的肥皂膜上，若从 45角方向观察薄膜呈现绿色（500nm） ，试求薄膜的最小厚度。若从垂直方向观察，肥皂膜正面呈现什么颜色？(共 12 分) 9. 杨氏双缝实验中，S 为中心波长 500nm、线宽 10nm 的复色点光源
5、。求观察屏上干涉条纹消失的级次。(共 12 分) 10. 在通常的亮度下， 人眼瞳孔直径约为 2mm， 如果视觉感受最灵敏的光波长为 550nm，问： 在教室黑板上画两横线相距 2mm 的等号， 坐在距黑板 10m 处的同学能否看清？并解释原因。(共 12 分) 11. 设计一块光栅， 要求使波长 = 600nm 的第二级谱线的衍射角 30， 色散尽可能大，第三级谱线缺级，对于波长 = 600nm 的二级谱线能分辨 0.02nm 的波长差。(共 12分) 12. 如图 2 所示，为顶角=45的两块方解石直角三棱镜组成的偏振棱镜，两棱镜光轴方向相互垂直。已知方解石的主折射率 no=1.6584，
6、ne=1.4864 ，自然光垂直入射该棱镜时， (1) 画出光在棱镜内和出射棱镜后光的传播方向，并标示出光矢量的振动方向； (2) 求棱镜ADC 内两光束的夹角。 （ （1）小题 4 分， （2）小题 8分，共 12 分） 13. 如图 3 所示，一束线偏振光（=600nm）垂直通过一块厚度为 0.05mm 的波片，波片折射率为 no=1.544，ne=1.553，光轴沿 x 方向。(1) 入射线偏振光的振动方向与 x 轴夹角 为 45时， 求出射光的偏振态。 (2) 该晶片相当于何种波片？其快、慢轴在哪个方向？(（1）小题 9 分， （2）小题 3 分，共 12 分) 科目名称：光学 第 2 页 共 2 页 图 2 45 A B C D y x E 图 3
