光学实验试题答卷

物理教育专业本科2001级《光学实验》试题答卷

（30％）一．选择题（单项选择，请把所选答案前的字母填在对应题横线空格上方。） 1．不是助视光学仪器的是 。 [ D ]

A.测微目镜 B.平行光管 C.移测显微镜 D.短焦距望远镜 2．“共轴调节”正确的理解是： 。 [ D ]

A． 各元件的光轴共轴 B． 各元件等高

C． 让物体发出的成像光束满足近轴光线的要求 D． A、C同时成立

3．用牛顿环干涉测透镜曲率半径时，照在牛顿环仪上的钠光是 。 [ A ]

A.扩展光 B.平行光 C.会聚光 D.漫反射光 4．调整平行光管应采用 。 [ C ]

A.物距-像距法 B.二次成像法 C.自准直法 D.辅助透镜成像法 5．下列测焦距的方法中 可用来测量照相机镜头（组合透镜组）的焦距。 [ B ]

A.自准直法 B.平行光管玻罗板法 C. 物距-像距法 D. 两次成像法 6． 不是测量薄凹透镜焦距的方法。 [ A ]

A. 二次成像法 B. 辅助透镜成像法 C.视差法 D. 自准直法 7. 本学期实验中，你所测到的牛顿环仪上平凸透镜的曲率半径为 。 [ C ]

A.25cm B.1.5m C.2.0m D.3.5m

8．用自准直法调节分光计上的望远镜使之适应平行光时，若发现反射的绿十字叉丝象和绿

十字叉丝之间存在视差，且改变视线方向时，象移动的方向与眼睛移动的方向相同，则 。 [ A ]

A. 绿十字叉丝比其反射象更靠近眼睛； B. 绿十字叉丝象比叉丝更靠近眼睛； C. 望远镜目镜未对绿十字叉丝调焦； D. 望远镜目镜未对绿十字叉丝调焦象调焦。

9．在分光计上用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率时，最小偏向角等于 。 [ C ]

A. 棱镜顶角的一半；

B. 钠光谱线转折位置与垂直棱镜面的位置之间的夹角； C. 钠光谱线转折位置与钠光入射谱线之间的夹角； D.垂直棱镜面的位置与钠光入射谱线之间的夹角。

10．某学生用迈克耳孙干涉仪测钠光波长，测得靠近中心的条纹“陷入”中心50次前后可动反射镜M1的位置分别为27.638 mm与27.65268 mm ,那么这个学生测量过程中产生的条纹数误差为 条。 [ B ]

B.-2 C.+1 D.+2

（25％）二．简答题

1． 一架完好的迈克耳逊干涉仪调出严格等倾干涉条纹后，转动粗动手轮使干涉条纹消失，

请说明等倾干涉条纹消失的可能原因。

答：若用钠光源，转动粗动手轮改变两反射镜（M1、M2）的间距d，等倾干涉条纹消失的可能原因为：

（1） d太大，超过钠光相干长度； （2） d等于零，没有干涉；

（3） 正好处于钠光双线干涉的互补区域。

2． 分光计由哪些部件组成简述分光计上望远镜系统的调节步骤及其调好的判断依据。

答：分光计的主要部件为望远镜、平行光管、载物台、带游标的刻度盘。

望远镜系统的调节步骤： （1） 调目镜，先外旋后内旋； （2） 调焦；

（3） 望远镜光轴与旋转主轴垂直。

调好的判断依据： （1） 看清叉丝；

（2） 十字叉丝像与调整叉丝无视差重合；

0

按规定放置的平行平板（反射镜）旋转180前后反射的十字叉丝像都与调整叉丝重和。 3． 写出在光学平台上利用成像方法调节二个凸透镜使之达到共轴的步骤。

答：

（1） 在发光十字叉丝与光屏间放入一个凸透镜，用“大像追小像，中心相重合”的

方法调节使之共轴；

（2） 以上调好的系统不变，再放入另一个凸透镜，调节这个凸透镜使之所成像的中

心与步骤1的像中心重合。 4． 画出迈克耳孙干涉仪的原理光路图，并标出主要部件的名称。 答：

5． 画出用平行光管测定透镜焦距的光路图，并写出待测透镜的焦距公式。 答：

y ff

y'x

（20%）三. 请用自准直法测一等边三棱镜的棱镜角。

实验仪器：分光计一套。

实验要求：画出光路图，写出测量步骤，导出棱镜角的不确定度表达式。

的不确定度表达式

（15％）四．请用自准直法测一薄凹透镜的焦距。

实验仪器：平面镜，薄凸透镜，待测薄凹透镜，带十字标志的发光物屏，光屏，光学平台。 实验要求：画出光路图，写出测量步骤。

解：

1．光路图

（见课本P45图1-8）

2．测量步骤：

（1） 十字标志P经凸透镜L1成像于P'点，测出L1P'的距离L； （2） 在L1与P'之间共轴放置待测凹透镜L2；

（3） 垂直于光轴放一平面反射镜M，移动L2，直至使字标志P通过整个系统

后仍成像于P处；

（4） 测出L1、L2的间距d，则fld 。

（10％）五．请用下列仪器测一个三棱镜的折射率。

实验仪器：分光计1架（不含钠光灯等外加光源），待测三棱镜1个（三个棱镜角分别为30、60、90，其折射率约为1.6）。

实验要求：画出测量光路（只需画三棱镜及光线），写出测量原理及计算公式。 解：

在分光计上用自准直法测三棱镜的折射率：测出入射角i(AB面上两次找到绿色小十字叉丝像的夹角)，再测出顶角A，因为Ai ,根据折射定律得出：

n

'sini 。 sini