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文档简介
2025北京国望光学科技有限公司招聘4人笔试历年常考点试题专练附带答案详解(第1套)一、单项选择题下列各题只有一个正确答案,请选出最恰当的选项(共25题)1、在光的干涉现象中,两束光要产生稳定的干涉图样,必须满足相干条件。下列哪一项不是相干条件?A.两束光的频率相同B.两束光的振动方向相同C.两束光的光强必须相等D.两束光的相位差恒定2、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若将入射光由紫光(波长较短)更换为红光(波长较长),其他条件不变,则中央明纹的宽度将如何变化?A.变窄B.变宽C.不变D.先变宽后变窄3、根据我国工程制图国家标准(GB/T14689—2008),A3图纸的幅面尺寸(单位:mm)是?A.297×420B.210×297C.420×594D.594×8414、一个均匀带电的球壳,总电荷量为Q,半径为R。在球壳外部距离球心r(r>R)处的电场强度大小为?A.0B.kQ/R²C.kQ/r²D.kQ/(r−R)²5、面心立方(FCC)晶体结构中,每个晶胞包含的原子数为?A.2B.4C.6D.86、当自然光以布儒斯特角入射到两种介质的界面上时,反射光的偏振状态是?A.仍是自然光B.为完全线偏振光,振动方向平行于入射面C.为完全线偏振光,振动方向垂直于入射面D.为部分线偏振光7、在透明薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉,形成等厚干涉条纹,其条纹形状取决于?A.入射光的波长B.薄膜的厚度分布C.光源的强度D.观察者的视角8、在夫琅禾费单缝衍射实验中,若减小单缝宽度,则衍射图样如何变化?A.中央明纹变窄,条纹间距变小B.中央明纹变宽,条纹间距变大C.中央明纹亮度不变,条纹数量减少D.衍射图样消失9、当一束自然光垂直入射到方解石晶体上时,出射光通常会形成两束光,这是因为晶体具有?A.高折射率B.高透光性C.双折射特性D.偏振选择性10、在薄膜干涉中,观察到彩色条纹的主要原因是?A.不同波长的光干涉条件不同B.薄膜厚度不均匀C.光源为白光D.光的吸收效应11、在光学系统中,由于球面透镜中心与边缘区域对光线的会聚能力不同,导致来自同一点的光线未能汇聚于同一焦点,这种像差称为?A.像散B.场曲C.畸变D.球差12、在双缝干涉实验中,若将整个装置从空气中移入水中,其他条件不变,则干涉条纹的间距将如何变化?A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小13、一束自然光以布儒斯特角入射到玻璃表面,反射光的偏振状态是?A.仍为自然光B.部分偏振光C.完全线偏振光,且光矢量垂直于入射面D.完全线偏振光,且光矢量平行于入射面14、在牛顿环实验中,若将平凸透镜和平面玻璃板之间的空气层换成水,则干涉环的半径将?A.增大B.减小C.不变D.中心变亮,半径不变15、单色光垂直照射在光栅上,若光栅常数d减小,则同一级衍射条纹的衍射角将?A.增大B.减小C.不变D.可能增大也可能减小16、一束光在两种介质的界面发生全反射,以下说法正确的是?A.入射角小于临界角B.光从光疏介质射向光密介质C.反射光强小于入射光强D.光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角17、当自然光以布儒斯特角入射到两种介质的界面时,反射光的偏振状态是什么?A.自然光B.圆偏振光C.线偏振光,且振动方向平行于入射面D.线偏振光,且振动方向垂直于入射面18、在几何光学中,当光线从空气(折射率约为1)斜入射到玻璃(折射率约为1.5)表面时,以下说法正确的是?A.折射角大于入射角B.反射角小于入射角C.折射光线远离法线D.折射角小于入射角19、在激光器中,实现粒子数反转是产生激光的必要条件之一,这通常需要依赖于哪种能级系统?A.二能级系统B.三能级系统C.单能级系统D.连续能带系统20、在傅里叶光学中,一个二维矩形孔径的夫琅禾费衍射图样在频域上对应的是哪种函数?A.高斯函数B.矩形函数C.sinc函数D.冲激函数21、对于理想薄透镜,平行于光轴的入射光线经透镜折射后,将汇聚于:A.物方焦点B.像方焦点C.透镜中心D.无穷远处22、在光的干涉现象中,若两束相干光的光程差为波长的整数倍,则在该处观察到:A.相消干涉,光强最小B.相长干涉,光强最大C.部分干涉,光强介于极值之间D.无干涉现象23、在双缝干涉实验中,若将整个装置从空气中移入水中,干涉条纹的间距将如何变化?(已知水的折射率大于1)A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小24、一束自然光以布儒斯特角入射到玻璃表面,反射光的性质是?A.仍为自然光B.为部分偏振光C.为线偏振光,且光矢量垂直于入射面D.为线偏振光,且光矢量平行于入射面25、在几何光学中,下列哪种像差只影响成像位置而不影响成像清晰度?A.球差B.彗差C.像散D.畸变二、多项选择题下列各题有多个正确答案,请选出所有正确选项(共15题)26、下列哪些属于几何光学中的单色像差?A.球差B.彗差C.像散D.场曲E.畸变27、理想光学系统成像时,下列哪些因素可能导致实际像与理想像产生偏差?A.光学元件表面的球面形状B.光线的非近轴传播C.光学材料的折射率不均匀D.光的波动性28、关于光学系统中的像差,下列说法正确的是?A.球差是轴上点成像时产生的B.彗差主要影响轴外物点成像C.像散导致轴外点成像为椭圆形光斑D.畸变会改变像的形状但不影响清晰度29、下列哪些光学系统设计中需要特别关注像差校正?A.显微镜B.望远镜C.照相物镜D.放大镜30、在光学系统分析中,下列哪些方法可用于评估像差?A.泽尼克系数分析B.光线追迹仿真C.干涉条纹分析D.傅里叶变换分析31、关于光的干涉现象,下列说法正确的是?A.两束光只要相遇就能发生干涉B.发生干涉的光必须频率相同、振动方向相同且相位差恒定C.光的干涉现象证明了光具有波动性D.杨氏双缝干涉实验中,条纹间距与光波波长成正比32、关于几何光学中的透镜成像,以下说法正确的是?A.凸透镜既能成实像也能成虚像B.凹透镜只能成正立缩小的虚像C.物距等于焦距时,凸透镜可成等大的实像D.成像公式为1/f=1/u+1/v(符号规则按常规处理)33、激光具有以下哪些特性?A.高方向性B.高单色性C.高相干性D.高亮度34、关于光学材料的色散现象,下列描述正确的是?A.色散是指折射率随光波波长变化的现象B.阿贝数越大,材料色散越小C.正常色散指波长越短,折射率越大D.色散会导致复色光通过棱镜后发生分光35、在物理光学中,关于光的偏振,下列说法正确的是?A.自然光通过偏振片后变为线偏振光B.光的偏振现象说明光是横波C.布儒斯特角入射时,反射光为完全线偏振光D.两正交偏振片之间插入任意波片,光强一定为零36、关于光的干涉现象,下列说法正确的是?A.光的干涉是波动性的有力证据B.相干光源必须频率相同、振动方向相同且相位差恒定C.薄膜干涉中,光程差仅由薄膜厚度决定D.杨氏双缝实验中,条纹间距与光波波长成正比37、下列属于光学系统中单色像差的是?A.球差B.位置色差C.彗差D.场曲38、关于激光的基本特性,以下描述正确的有?A.激光具有高度的方向性B.激光是自然光源C.激光具有良好的相干性D.激光亮度高39、在单缝夫琅禾费衍射实验中,下列因素会影响衍射条纹分布的是?A.入射光波长B.单缝宽度C.透镜焦距D.光强40、工程中用于制造高精度光学或机械元件的材料,通常需要具备哪些特性?A.热膨胀系数小B.高硬度和耐磨性C.易于大规模塑性加工D.尺寸稳定性好三、判断题判断下列说法是否正确(共10题)41、在光学系统中,光的衍射现象表明光具有波动性。A.正确B.错误42、折射率是描述介质对光传播速度影响的物理量,其值恒小于1。A.正确B.错误43、激光具有高相干性、高方向性和高单色性等特点。A.正确B.错误44、在几何光学中,成像过程中物距、像距和焦距满足高斯公式:1/f=1/u+1/v。A.正确B.错误45、全反射发生的条件是光从光疏介质射向光密介质,且入射角大于临界角。A.正确B.错误46、光在同种均匀介质中沿直线传播,因此小孔成像现象是光的直线传播原理的直接体现。A.正确B.错误47、激光的产生必须满足粒子数反转这一基本条件。A.正确B.错误48、凸透镜既能成实像也能成虚像,而凹透镜只能成虚像。A.正确B.错误49、激光的相干性越好,其相干长度就越长。A.正确B.错误50、在精密光学仪器装配中,为保证成像质量,通常需对光学元件的面形误差、偏心与倾斜进行严格检测与校正。A.正确B.错误
参考答案及解析1.【参考答案】C【解析】相干条件包括:频率相同、振动方向相同、相位差恒定。光强是否相等并不影响干涉图样的形成,只会影响条纹的对比度。因此,光强相等不是必要条件[[4]]。2.【参考答案】B【解析】单缝衍射中央明纹的半角宽度θ满足sinθ≈λ/a(a为缝宽),波长λ增大时,θ增大,中央明纹变宽。红光波长大于紫光,故中央明纹变宽[[11]]。3.【参考答案】A【解析】国家标准规定A系列图纸尺寸中,A0为841×1189mm,每递增一号,长边对折。A1为594×841,A2为420×594,A3为297×420mm[[17]]。4.【参考答案】C【解析】根据高斯定理,均匀带电球壳在外部产生的电场等效于所有电荷集中在球心的点电荷产生的电场,故E=kQ/r²(k为静电力常量)[[23]]。5.【参考答案】B【解析】面心立方晶胞中,8个顶角各贡献1/8个原子,6个面心各贡献1/2个原子,总原子数=8×(1/8)+6×(1/2)=1+3=4[[28]]。6.【参考答案】C【解析】布儒斯特角是特定入射角,此时反射光为完全线偏振光,其电矢量振动方向垂直于入射面[[7]]。此时,平行于入射面的p偏振光折射率几乎为零,仅s偏振光被反射[[12]]。7.【参考答案】B【解析】等厚干涉条纹的形成源于薄膜厚度的局部变化导致的光程差差异,因此条纹的形状与薄膜的等厚线形状一致[[16]]。例如,空气楔形膜产生平行直条纹。8.【参考答案】B【解析】单缝宽度越小,衍射现象越显著,中央明纹宽度增大,相邻明暗条纹间距也随之增大[[22]]。这是衍射的基本特征,符合衍射角与缝宽成反比的关系[[24]]。9.【参考答案】C【解析】方解石是典型的双折射晶体,能将一束入射光分解为两束偏振方向相互垂直的光,即寻常光(o光)和非常光(e光),这是双折射晶体的基本光学特性[[35]]。10.【参考答案】C【解析】使用白光(包含多种波长)照射薄膜时,不同波长的光因光程差不同,在不同位置满足相长干涉条件,从而形成彩色条纹[[16]]。这是薄膜干涉在白光下的典型现象。11.【参考答案】D【解析】球差是由于球面透镜自身特性造成的,中心区域和边缘区域的折射能力存在差异,导致近轴光线与远轴光线的焦点不重合[[15]]。
2.【题干】当自然光通过特定介质后,其光振动仅保留某一固定方向,这种光被称为?
【选项】A.部分偏振光B.椭圆偏振光C.圆偏振光D.线偏振光
【参考答案】D
【解析】线偏振光是指光波的电矢量振动方向固定不变,仅在一个平面内振动,这是自然光经过反射、折射或吸收后可能获得的状态[[5]]。
3.【题干】在光学元件表面镀制一层透明介质薄膜,目的是使入射光在薄膜上下表面反射后发生相消干涉,从而减少反射损失,这种薄膜称为?
【选项】A.高反膜B.分光膜C.增透膜D.滤光片
【参考答案】C
【解析】增透膜利用薄膜干涉原理,通过设计膜层厚度和折射率,使反射光发生相消干涉,有效降低界面反射率,增加透射光强[[16]]。
4.【题干】激光产生的必要条件之一是实现粒子数反转,这指的是?
【选项】A.高能级粒子数少于低能级粒子数B.高能级粒子数等于低能级粒子数C.高能级粒子数多于低能级粒子数D.所有粒子均处于基态
【参考答案】C
【解析】粒子数反转是实现受激辐射放大的前提,它要求处于高能级的粒子数目多于处于低能级的粒子数目,通常通过泵浦源提供能量来实现[[24]]。
5.【题干】当单色光通过一个狭缝后,在屏幕上形成明暗相间的条纹,其中央亮条纹的宽度与其他亮条纹宽度的关系是?
【选项】A.相等B.为其他亮条纹的一半C.为其他亮条纹的两倍D.为其他亮条纹的三倍
【参考答案】C
【解析】在单缝夫琅禾费衍射中,中央明纹的宽度是两侧其他明纹宽度的两倍,因为中央明纹位于衍射角为零的对称位置,集中了绝大部分衍射光能量[[30]]。12.【参考答案】B【解析】干涉条纹间距公式为Δx=λL/d,其中λ为光在介质中的波长。光从空气进入水中,波长变为λ/n(n为水的折射率,n>1),因此波长减小,导致条纹间距变小。13.【参考答案】C【解析】根据布儒斯特定律,当入射角为布儒斯特角时,反射光为完全线偏振光,其振动方向垂直于入射面,而折射光为部分偏振光。这是偏振光学中的基本结论[[8]]。14.【参考答案】B【解析】牛顿环的暗环半径公式为r=√(mλR/n),其中n为介质折射率。当空气(n≈1)被水(n≈1.33)替代时,n增大,导致r减小,故干涉环半径变小[[16]]。15.【参考答案】A【解析】由光栅方程dsinθ=kλ可知,当d减小而k、λ不变时,sinθ必须增大,因此衍射角θ增大。这是光栅衍射的基本规律[[19]]。16.【参考答案】D【解析】全反射发生的条件有两个:一是光从光密介质射向光疏介质;二是入射角大于或等于临界角。此时反射光强等于入射光强,无折射光[[7]]。17.【参考答案】D【解析】根据布儒斯特定律,当入射角为布儒斯特角时,反射光成为线偏振光,其电矢量振动方向垂直于入射面[[25]]。此时,反射光中的平行分量(P偏振光)完全消失。
2.【题干】在光学薄膜设计中,实现增透(减反射)效果的物理原理是什么?
【选项】A.光的折射B.光的衍射C.光的干涉D.光的散射
【参考答案】C
【解析】增透膜利用光在薄膜上下表面反射后产生的干涉效应。通过精确控制膜层厚度(通常为四分之一波长),使两束反射光发生相消干涉,从而降低整体反射率,增强透射[[18]]。
3.【题干】根据瑞利判据,光学显微镜的分辨率(D)与光源波长(λ)和数值孔径(NA)的关系是?
【选项】A.D∝λ/NAB.D∝λ×NAC.D∝NA/λD.D∝1/(λ×NA)
【参考答案】A
【解析】瑞利判据给出的显微镜分辨率公式为D=0.61λ/NA,表明分辨率与波长成正比,与数值孔径成反比。因此,减小波长或增大数值孔径均可提高分辨率[[35]]。
4.【题干】在光学系统中,菲涅尔衍射与夫琅禾费衍射的主要区别在于?
【选项】A.菲涅尔衍射仅发生在狭缝,夫琅禾费衍射发生在圆孔B.菲涅尔衍射是近场效应,夫琅禾费衍射是远场效应C.夫琅禾费衍射需要相干光源,菲涅尔衍射不需要D.菲涅尔衍射不满足惠更斯原理
【参考答案】B
【解析】菲涅尔衍射适用于光源或观察屏距离衍射屏较近的情况,属于近场衍射;而夫琅禾费衍射则要求光源和观察屏均在衍射屏的远场,即满足远场条件[[7]]。
5.【题干】光的偏振现象证明了光具有何种特性?
【选项】A.波动性B.粒子性C.热辐射性D.电磁感应性
【参考答案】A
【解析】只有横波才能产生偏振现象,光的偏振是光波动性的直接证据,表明光波的电矢量振动方向具有特定的空间取向[[5]]。18.【参考答案】D【解析】根据斯涅尔折射定律$n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$,当光从光疏介质(空气,$n_1=1$)进入光密介质(玻璃,$n_2=1.5$)时,折射角$\theta_2$小于入射角$\theta_1$,折射光线偏向法线;反射角始终等于入射角。因此D正确[[1]]。19.【参考答案】B【解析】二能级系统无法实现持续粒子数反转(受激吸收与受激辐射速率相等);实际激光器多采用三能级(如红宝石激光器)或四能级系统(如Nd:YAG激光器),其中三能级系统是实现粒子数反转的经典模型[[11]]。20.【参考答案】C【解析】根据傅里叶变换性质,时域(或空域)的矩形函数其傅里叶变换为sinc函数($\mathrm{sinc}(x)=\sin(\pix)/(\pix)$)。矩形孔径的夫琅禾费衍射即为其孔径函数的傅里叶变换,故衍射图样强度分布呈sinc²型[[14]]。21.【参考答案】B【解析】根据几何光学基本成像规律,平行于主光轴的入射光线(对应物在无穷远),经会聚透镜折射后必通过像方焦点;发散透镜则其反向延长线通过虚焦点。这是透镜成像四大基本定律之一[[5]]。22.【参考答案】B【解析】光程差$\Delta=m\lambda$($m$为整数)时,相位差为$2\pim$,两列波同相叠加,产生相长干涉,光强达到极大值$I_{\max}=(\sqrt{I_1}+\sqrt{I_2})^2$。这是杨氏双缝等干涉实验的基本结论[[1]]。23.【参考答案】B【解析】干涉条纹间距公式为Δx=λD/d,其中λ为光在介质中的波长。当装置移入水中,光的波长变为λ/n(n为水的折射率,n>1),因此波长变小,导致条纹间距变小。故正确答案为B。24.【参考答案】C【解析】当自然光以布儒斯特角入射时,反射光为线偏振光,其光矢量方向垂直于入射面(即s偏振光),而折射光为部分偏振光。这是布儒斯特定律的核心结论,故选C。25.【参考答案】D【解析】畸变是由于不同视场的放大率不同导致的图像形状失真(如枕形或桶形畸变),但不影响图像的清晰度;而球差、彗差、像散均会导致成像模糊,影响清晰度。因此答案为D[[15]]。26.【参考答案】A,B,C,D,E【解析】单色像差是指单一波长光通过光学系统时产生的成像偏差,与色差无关。根据光学理论,主要的单色像差包括球差、彗差、像散、场曲和畸变,这五种是几何光学中讨论的核心像差类型[[16]]。27.【参考答案】A,B,C【解析】理想光学系统基于近轴光线假设,但实际中,非近轴光线(B)、光学元件表面的球面特性(A)以及材料折射率不均匀(C)都会导致像差,使实际成像偏离理想状态。光的波动性引起的衍射属于物理光学范畴,不属于几何光学像差[[16]]。28.【参考答案】A,B,C,D【解析】球差是轴上点发出的光线经透镜后不能会聚于一点造成的[[16]]。彗差是轴外点发出的宽光束不对称成像,形似彗星[[11]]。像散使轴外点在子午和弧矢面成像位置不同,形成椭圆光斑。畸变改变像的几何形状(如枕形或桶形),但不降低局部清晰度。29.【参考答案】A,B,C【解析】显微镜、望远镜和照相物镜等复杂光学系统对成像质量要求高,必须有效校正球差、彗差、像散、场曲和畸变等多种像差[[14]]。放大镜结构简单,通常仅校正少量像差,要求相对较低。30.【参考答案】A,B,C【解析】泽尼克系数常用于定量描述波前像差[[20]]。光线追迹仿真(如Zemax软件)是分析和优化像差的常用手段[[15]]。干涉条纹分析可直观反映波前畸变,是检测像差的有效实验方法。傅里叶变换主要用于频谱分析和光学信息处理[[19]],非直接评估像差。31.【参考答案】BCD【解析】产生干涉的必要条件是两束光频率相同、振动方向相同、相位差恒定,故A错误,B正确。干涉是波动特有的现象,证明光具有波动性,C正确。根据公式Δx=λL/d,条纹间距与波长λ成正比,D正确。32.【参考答案】ABD【解析】凸透镜当物距大于焦距时成实像,小于焦距时成放大虚像,A正确。凹透镜对所有实物均成正立缩小虚像,B正确。物距等于焦距时不成像(光线平行),C错误。成像公式1/f=1/u+1/v是几何光学基本公式,D正确[[23]]。33.【参考答案】ABCD【解析】激光的四大基本特性为:方向性好(发散角小)、单色性好(频谱窄)、相干性强(时间与空间相干性高)、亮度高(能量集中),这四点均为其区别于普通光源的核心特征[[28]]。34.【参考答案】ABCD【解析】色散即折射率n随波长λ变化;阿贝数ν_d=(n_d−1)/(n_F−n_C),其值越大,色散越弱;正常色散中,紫光(短波)折射率大于红光(长波);棱镜分光正是色散的典型应用[[34]][[39]]。35.【参考答案】ABC【解析】偏振片可将自然光变为线偏振光(A对);偏振是横波特有现象,说明光为横波(B对);布儒斯特角下反射光为垂直入射面的线偏振光(C对)。D错误,若插入的是λ/4波片且快轴与偏振方向成45°,可产生圆偏振光,仍可能有光通过第二个偏振片[[17]]。36.【参考答案】A、B、D【解析】光的干涉现象是波特有的性质,故A正确。产生干涉的必要条件是两束光为相干光,即满足频率相同、振动方向一致和相位差恒定,B正确。薄膜干涉的光程差还与入射角和折射率有关,C错误。杨氏双缝干涉条纹间距公式为Δx=λD/d,与波长λ成正比,D正确[[7]]。37.【参考答案】A、C、D【解析】光学像差分为色像差和单色像差。色像差由材料色散引起,如位置色差(B);单色像差包括球差、彗差、像散、场曲和畸变五种,与光波波长无关,即使单色光也会出现[[25]]。因此A、C、D正确。38.【参考答案】A、C、D【解析】激光是受激辐射产生的光,属于人造光源,非自然光源(B错误)。其四大基本特性为:方向性好、单色性好、相干性强和亮度高[[36]]。因此A、C、D正确。39.【参考答案】A、B、C【解析】衍射条纹位置由暗纹公式a·sinθ=kλ决定,其中a为缝宽,λ为波长。透镜焦距影响屏上条纹实际间距(因x≈f·tanθ),故A、B、C均影响条纹分布。光强仅影响条纹明暗程度,不改变位置分布[[8]]。40.【参考答案】A、B、D【解析】精密元件要求在温度变化下形变小(A)、长期使用不易磨损(B)、且在服役期间保持几何精度(D)。而许多高精度材料(如陶瓷、殷钢)虽难塑性加工,但因其稳定性仍被广泛采用,故C并非必要条件[[16]][[20]]。41.【参考答案】A【解析】光的衍射是指光波在遇到障碍物或狭缝时偏离直线传播的现象,是波动性的典型表现之一。该现象无法用光的粒子模型解释,但可通过惠更斯-菲涅耳原理解释,因此该说法正确。42.【参考答案】B【解析】折射率定义为真空中光速与介质中光速之比,由于光在任何介质中的传播速度都小于真空中的光速,因此折射率总是大于1(真空折射率为1)。故该说法错误。43.【参考答案】A【解析】激光是通过受激辐射产生的光,具有极强的相干性(空间和时间)、高度集中的传播方向(低发散角)以及非常窄的频谱宽度(高单色性),这些是激光区别于普通光源的核心特征。44.【参考答案】A【解析】高斯成像公式是几何光学中薄透镜成像的基础公式,其中f为焦距,u为物距,v为像距(符号约定依系统而定)。该公式适用于近轴光线条件下的理想成像,因此说法正确。45.【参考答案】B【解析】全反射发生的前提是光从光密介质(折射率大)射向光疏介质(折射率小),且入射角大于临界角。若从光疏射向光密,则不会发生全反射,只会发生折射和部分反射。因此该说法错误。46.【参考答案】A【解析】小孔成像的原理是:物体发出的光通过小孔后,在后方屏幕上形成倒立的实像,这正是光在同种均匀介质(如空气)中沿直线传播的直接结果。其他如水中倒影属于光的反射,彩虹属于折射,而小孔成像无反射或折射过程,是典型的直线传播现象[[4]]。47.【参考答案】A【解析】激光(受激辐射光放大)的核心物理基础是受激辐射。只有当高能级粒子数多于低能级(即粒子数反转)时,受激辐射才能超过受激吸收,从而实现光放大,这是激光器工作的必要前提[[14]]。无此条件,仅靠自发辐射无法形成方向性好、单色性强的激光。48.【参考答案】A【解析】凸透镜的成像性质取决于物距:当物距大于焦距时成倒立实像;小于焦距时成正立放大虚像(如放大镜)。凹透镜对入射光起发散作用,无论物距如何,其折射光线反向延长线总交于同侧,只能形成正立缩小的虚像[[3]]。49.【参考答案】A【解析】相干长度$L=c\cdot\tau_c$($c$为光速,$\tau_c$为相干时间),而相干时间与光源的单色性(谱线宽度$\Delta\nu$)成反比:$\tau_c\approx1/\Delta\nu$。激光单色性极佳($\Delta\nu$小),故$\tau_c$大,相干长度可达数米甚至千米[[10]]。50.【参考答案】A【解析】光学系统最终成像质量不仅取决于设计,更受装配精度影响。面形误差导致波前畸变;元件偏心与倾斜会引入彗差、像散等像差。因此装配过程需借助干涉仪等设备检测并校正这些参数,是精密装调的关键环节[[22],[24]]。
2025北京国望光学科技有限公司招聘4人笔试历年常考点试题专练附带答案详解(第2套)一、单项选择题下列各题只有一个正确答案,请选出最恰当的选项(共25题)1、光在真空中的传播速度约为多少?A.3×10⁵m/sB.3×10⁶m/sC.3×10⁸m/sD.3×10¹⁰m/s2、下列现象中,能说明光具有波动性的是?A.光电效应B.光的直线传播C.光的干涉D.康普顿散射3、当光从空气斜射入玻璃时,下列物理量中保持不变的是?A.波长B.传播速度C.频率D.波矢方向4、在杨氏双缝干涉实验中,若将整个装置从空气中移入水中,干涉条纹的间距将如何变化?A.变大B.变小C.不变D.条纹消失5、一束自然光以布儒斯特角入射到玻璃表面,反射光的偏振状态是?A.自然光B.部分偏振光C.线偏振光,振动方向垂直于入射面D.线偏振光,振动方向平行于入射面6、当物体位于凸透镜二倍焦距以外时,所成的像是什么性质?A.正立、放大的虚像B.倒立、缩小的实像C.倒立、等大的实像D.正立、缩小的虚像7、凹透镜对光线的作用及其成像特点是什么?A.会聚光线,成倒立实像B.发散光线,成正立缩小虚像C.会聚光线,成正立放大虚像D.发散光线,成倒立缩小实像8、光学成像中,描述物距(u)、像距(v)与焦距(f)关系的基本公式是什么?A.u+v=fB.u*v=f²C.1/u+1/v=1/fD.u/v=f9、偏振成像技术主要通过分析光的何种特性来获取目标信息?A.强度和波长B.相位和频率C.偏振度和偏振角D.振幅和传播方向10、衍射光学元件(DOE)实现光场调控的核心原理是什么?A.光的直线传播B.光的反射定律C.光的折射和色散D.光的衍射和相位调制11、在杨氏双缝干涉实验中,若将整个装置浸入水中(水的折射率为n),其他条件保持不变,则干涉条纹的间距将如何变化?A.变为原来的n倍B.变为原来的1/n倍C.保持不变D.变为原来的n²倍12、一束自然光以布儒斯特角i₈入射到某种透明介质表面时,反射光的性质是?A.仍为自然光B.为部分偏振光C.为振动方向垂直于入射面的线偏振光D.为振动方向平行于入射面的线偏振光13、关于激光的特性,下列哪一项不是其显著特点?A.方向性好(发散角小)B.单色性好(频谱宽度窄)C.亮度高(能量在时空上高度集中)D.光谱连续且覆盖可见光全波段14、一物体置于凸透镜前1.5倍焦距处,则所成像的性质是?A.正立、放大的虚像B.倒立、缩小的实像C.倒立、放大的实像D.正立、等大的实像15、在康普顿散射实验中,X射线被自由电子散射后,其波长变化量Δλ与散射角θ的关系是?A.Δλ与θ无关B.Δλ随θ增大而增大C.Δλ随θ增大而减小D.Δλ在θ=90°时为零16、根据高斯透镜成像公式,当物距u为无穷远时,像距v等于什么?A.两倍焦距B.零C.焦距D.负焦距17、在杨氏双缝干涉实验中,若增大双缝间距d,干涉条纹的间距将如何变化?A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小18、一束强度为I₀的线偏振光垂直入射到理想偏振片上,若入射光振动方向与偏振片透振方向夹角为60°,则透射光强度为多少?A.I₀/2B.I₀/4C.I₀/8D.3I₀/419、在单缝夫琅禾费衍射中,中央明纹的角宽度定义为两个第一级暗纹之间的夹角。若缝宽a减小,则中央明纹的角宽度将如何变化?A.变大B.变小C.不变D.无法确定20、下列哪种现象最能直接证明光具有波动性?A.光的直线传播B.光电效应C.光的干涉D.光的反射21、在杨氏双缝干涉实验中,若将整个装置浸入水中(水的折射率为1.33),其他条件不变,则干涉条纹的间距将如何变化?A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小22、一束自然光以布儒斯特角入射到玻璃表面时,反射光的性质是?A.仍为自然光B.为部分偏振光C.为线偏振光,且振动方向垂直于入射面D.为线偏振光,且振动方向平行于入射面23、单色光通过单缝发生衍射时,中央明纹的宽度是指?A.两个第一级暗纹之间的距离B.两个第一级明纹之间的距离C.中央明纹中心到第一级明纹中心的距离D.缝宽的两倍24、光学玻璃的重要特性之一是“高度均匀性”,这主要是为了保证?A.玻璃易于加工成型B.光在其中传播时不发生散射C.同一批次玻璃颜色一致D.成像过程中各部分折射率一致,避免波前畸变25、在激光器中,实现“调Q”技术的主要目的是?A.稳定激光波长B.获得高能量、窄脉宽的激光脉冲C.选择特定的横模输出D.提高激光的连续输出功率二、多项选择题下列各题有多个正确答案,请选出所有正确选项(共15题)26、关于光的干涉现象,下列说法中正确的是?A.两束光只要频率相同就一定能产生干涉B.光的干涉是波动性的有力证据C.干涉条纹的明暗分布由两束光的相位差决定D.相干光源必须具有恒定的相位差和相同的振动方向27、下列有关几何光学基本定律的描述,正确的是?A.光在两种介质界面发生折射时,入射角与折射角的正弦之比为常数B.光路具有可逆性C.全反射发生的条件是光从光疏介质射向光密介质D.光在同种均匀介质中沿直线传播28、关于透镜成像,以下说法正确的是?A.凸透镜既能成实像也能成虚像B.凹透镜只能成缩小的正立虚像C.物距小于焦距时,凸透镜成放大倒立实像D.当物距等于2倍焦距时,凸透镜成等大倒立实像29、关于光的偏振,下列说法正确的是?A.自然光通过偏振片后变为线偏振光B.布儒斯特角入射时,反射光为完全线偏振光C.所有电磁波都是偏振的D.光的偏振现象说明光是横波30、下列现象中,能说明光具有波动性的是?A.光的衍射B.光电效应C.光的干涉D.康普顿效应31、关于光的干涉,下列说法正确的是?A.等厚干涉的条纹形状取决于薄膜厚度的分布[[29]]。B.等倾干涉的条纹是等间距的直线。C.迈克尔逊干涉仪利用的是双光束干涉原理。D.产生干涉的两束光必须具有相同的频率和恒定的相位差。32、下列关于光学系统像差的描述,哪些是正确的?A.球差、彗差、像散、场曲和畸变属于单色像差[[11]]B.色差是由复色光中不同波长的光折射率不同引起的[[10]]C.畸变会影响图像的清晰度,导致边缘模糊[[17]]D.场曲是指理想像点位于一个平面上,但实际成像面为曲面[[13]]33、下列关于光学像差的描述,哪些是正确的?A.球差可以通过使用非球面透镜进行校正[[10]]。B.色差通常通过胶合不同材料的透镜来减小[[12]]。C.像散和场曲都属于单色像差[[34]]。D.畸变会影响成像的清晰度,导致边缘模糊[[35]]。34、以下属于几何光学基本定律的有哪些?A.光的直线传播定律B.光的独立传播定律C.光的折射定律D.光的衍射定律35、激光具有哪些典型特性?A.高方向性B.高单色性C.高相干性D.高亮度36、关于光的干涉现象,以下说法正确的有哪些?A.两束光频率相同是产生干涉的必要条件之一B.干涉条纹的明暗由光程差决定C.任意两束光叠加都能形成稳定干涉图样D.相位差恒定是干涉发生的前提37、下列哪些现象属于光的衍射?A.光通过狭缝后在屏上形成明暗相间条纹B.光绕过障碍物边缘传播到几何阴影区C.水面上油膜呈现彩色条纹D.光在光纤中发生全反射传输38、光学材料的关键光学特性通常包括哪些?A.折射率B.色散(阿贝数)C.透光率D.热膨胀系数39、关于光学系统中的像差,下列说法正确的是?A.球差是由于透镜边缘光线与近轴光线聚焦点不同造成的B.色差可以通过使用单一材料的透镜完全消除C.使用凹凸透镜组合是校正球差的有效方法之一D.非球面透镜可用于校正球差40、关于光的干涉现象,下列说法正确的是?A.两束光只要相遇就一定能产生干涉条纹B.产生干涉的必要条件是两束光的频率相同且相位差恒定C.杨氏双缝干涉实验中,条纹间距与光波波长成正比D.干涉现象说明光具有波动性三、判断题判断下列说法是否正确(共10题)41、在几何光学中,光在同种均匀介质中沿直线传播,这是光的直线传播定律的基本内容。A.正确B.错误42、全反射现象发生的必要条件是光从光疏介质射向光密介质。A.正确B.错误43、凸透镜对光线具有会聚作用,因此其焦距恒为正值。A.正确B.错误44、光是一种横波,其电场振动方向垂直于传播方向。A.正确B.错误45、根据费马原理,光在两点间传播的实际路径是光程为最小值的路径。A.正确B.错误46、光学显微镜的分辨率仅由物镜的放大倍数决定。A.正确B.错误47、光学元件的精密加工常需采用金刚石车削或研磨抛光工艺。A.正确B.错误48、在几何光学中,光在均匀介质中沿直线传播,这是几何光学的基本假设之一。A.正确B.错误49、光的干涉现象只能由两束频率完全相同的光波叠加产生。A.正确B.错误50、凸透镜成实像时,物距一定大于焦距。A.正确B.错误
参考答案及解析1.【参考答案】C【解析】光在真空中的传播速度是一个基本物理常数,其精确值为299,792,458m/s,通常近似为3×10⁸m/s。该数值是狭义相对论和现代光学的基础之一。选项A是光速的千米每秒近似值(3×10⁵km/s),容易混淆[[1]]。2.【参考答案】C【解析】光的干涉是波动性的典型表现,如杨氏双缝实验中出现的明暗相间条纹。光电效应和康普顿散射体现的是光的粒子性,而直线传播可用几何光学解释,不涉及波动特性[[8]]。3.【参考答案】C【解析】光在不同介质中传播时,频率由光源决定,不会改变;而波速和波长会因介质折射率不同而变化。波矢方向也会因折射发生偏转,故只有频率保持不变[[18]]。4.【参考答案】B【解析】干涉条纹间距公式为Δx=λD/d,其中λ为介质中的波长。水的折射率大于空气,导致光在水中的波长减小(λ=λ₀/n),因此条纹间距变小[[19]]。5.【参考答案】C【解析】当自然光以布儒斯特角入射时,反射光为完全线偏振光,其电矢量振动方向垂直于入射面(即s偏振)。此时反射光与折射光互相垂直,是产生偏振光的重要方法[[8]]。6.【参考答案】B【解析】根据凸透镜成像规律,当物距大于二倍焦距时,像距位于一倍焦距与二倍焦距之间,形成倒立、缩小的实像[[12]]。该实像可被光屏承接。7.【参考答案】B【解析】凹透镜是发散透镜,对光线有发散作用[[16]]。当物体为实物时,凹透镜始终成正立、缩小的虚像,且像与物位于透镜同侧[[14]]。8.【参考答案】C【解析】透镜成像的高斯公式为1/u+1/v=1/f,其中u为物距,v为像距,f为焦距[[23]]。此公式是分析透镜成像的基础[[25]]。9.【参考答案】C【解析】偏振成像技术通过探测目标反射光前后偏振特性的变化,如偏振度和偏振角等,从而获取物体的形状、材料和表面粗糙度等多维信息[[30]]。10.【参考答案】D【解析】衍射光学元件基于光的衍射现象,通过其表面微结构对入射光波的相位进行精确调制,从而控制光场的强度和相位分布,实现特定的光束整形[[46]]。11.【参考答案】B【解析】干涉条纹间距公式为Δx=λD/d,其中λ为光在介质中的波长。光从空气进入水中,频率不变,但波长变为λ₀/n(λ₀为真空中波长)。由于Δx∝λ,故条纹间距变为原来的1/n倍[[2]]。12.【参考答案】C【解析】布儒斯特角满足tan(i₈)=n₂/n₁,此时反射光与折射光垂直;根据电磁理论,平行于入射面的偏振分量反射率为零,故反射光仅含垂直分量,为线偏振光,其振动方向垂直于入射面[[8]]。13.【参考答案】D【解析】激光是受激辐射产生的光,具有高相干性、方向性好、单色性好、高亮度等特点;而普通白炽光源才是光谱连续且覆盖宽波段,激光通常是单一或少数离散波长[[11]]。14.【参考答案】C【解析】根据薄透镜成像公式1/u+1/v=1/f,当u=1.5f时,解得v=3f>0,为实像;放大率|m|=|v/u|=2>1,且实像必倒立,故为倒立、放大的实像[[22]]。15.【参考答案】B【解析】康普顿公式为Δλ=(h/mₑc)(1-cosθ),其中h/mₑc为康普顿波长(≈0.0243Å)。由于(1-cosθ)随θ增大而增大(θ∈[0°,180°]),故Δλ随散射角增大而增大,证实质子具有动量[[33]]。16.【参考答案】C【解析】高斯透镜成像公式为1/f=1/u+1/v[[9]]。当物距u趋于无穷大时,1/u趋近于0,公式简化为1/f=1/v,因此像距v等于焦距f[[10]]。这对应于平行光入射时,会聚于焦点成像的情况。17.【参考答案】B【解析】双缝干涉条纹间距公式为Δx=Lλ/d,其中L为屏到双缝距离,λ为光波长[[17]]。公式表明,条纹间距Δx与双缝间距d成反比。因此,当d增大时,相邻明暗条纹的间距Δx将减小,条纹变得更密集[[21]]。18.【参考答案】B【解析】根据马吕斯定律,透射光强I=I₀cos²α,其中α为入射偏振光振动方向与偏振片透振方向的夹角[[26]]。当α=60°时,cos60°=0.5,故I=I₀×(0.5)²=I₀/4。19.【参考答案】A【解析】单缝衍射第一级暗纹条件为asinθ=λ,中央明纹的半角宽度θ≈λ/a[[32]]。因此,中央明纹的角宽度(2θ)与缝宽a成反比。当缝宽a减小时,中央明纹的角宽度将变大,衍射现象更显著[[38]]。20.【参考答案】C【解析】光的干涉现象是两列或两列以上的光波在空间叠加时,产生光强重新分布,形成明暗相间条纹的现象[[2]]。这种现象是波特有的性质,是证明光具有波动性的直接和关键实验证据[[23]]。而光电效应证明光的粒子性,直线传播和反射可在几何光学框架下用光线模型解释。21.【参考答案】B【解析】干涉条纹间距公式为Δx=λD/d,其中λ为光在介质中的波长。光进入水中后,波长变为λ'=λ₀/n(n为折射率),波长变短,因此条纹间距减小。故选B。22.【参考答案】C【解析】当自然光以布儒斯特角入射时,反射光为完全线偏振光,其电矢量振动方向垂直于入射面(即s偏振光),而折射光为部分偏振光。这是布儒斯特定律的核心内容,故选C。23.【参考答案】A【解析】在单缝夫琅禾费衍射中,中央明纹的宽度定义为两侧第一级暗纹(对应衍射角满足asinθ=±λ)之间的距离,其宽度是其他明纹的两倍。因此正确答案为A。24.【参考答案】D【解析】光学玻璃的高度均匀性指其内部折射率分布均匀,这对成像质量至关重要。若折射率不均,会导致光波波前畸变,影响光学系统分辨率和成像清晰度,故选D[[23]]。25.【参考答案】B【解析】调Q技术通过控制谐振腔的Q值(损耗),先积累反转粒子数,再突然降低损耗,从而释放出高能量、短脉冲(通常为纳秒级)的激光。这是脉冲激光器的关键技术之一,故选B[[35]]。26.【参考答案】BCD【解析】产生干涉的条件是两束光频率相同、振动方向一致、相位差恒定,三者缺一不可,故A错误;干涉是波特有的现象,证明了光的波动性;明暗条纹确实由相位差决定;D项正是相干光源的基本要求。[[13]][[22]]27.【参考答案】ABD【解析】A项即折射定律(斯涅尔定律);B项光路可逆是几何光学重要原理;C项错误,全反射发生在光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时;D项为光的直线传播定律。[[17]][[12]]28.【参考答案】ABD【解析】凸透镜在物距小于焦距时成放大正立虚像,在f<u<2f时成放大倒立实像,u>2f时成缩小倒立实像,u=2f时成等大倒立实像;凹透镜对所有实物均成缩小、正立、虚像。C项“倒立”错误。[[14]][[11]]29.【参考答案】ABD【解析】自然光经偏振片后只剩一个振动方向,成为线偏振光;布儒斯特角下反射光确实为完全线偏振光;并非所有电磁波都“表现”为偏振(如自然光是非偏振的),但光作为横波可被偏振,偏振现象正是横波特有性质。C表述不严谨。[[1]][[22]]30.【参考答案】AC【解析】光的干涉和衍射是波动性的典型表现;光电效应和康普顿效应体现光的粒子性,支持光的波粒二象性中的“粒子”方面。因此正确选项为A和C。[[13]][[10]]31.【参考答案】A,C,D【解析】等厚干涉条纹由薄膜厚度变化决定,如牛顿环[[29]]。迈克尔逊干涉仪基于双光束干涉[[4]]。干涉条件要求频率相同、相位差恒定。等倾干涉条纹为同心圆环,非直线[[29]]。
2.【题干】关于光的偏振,下列说法正确的是?
【选项】A.自然光通过偏振片后,光强减半。B.布儒斯特角下,反射光为完全线偏振光。C.马吕斯定律表明,透射光强与入射偏振光和检偏器夹角的正弦成正比。D.两块偏振片透光轴成45°时,透射光强为入射光强的四分之一。
【参考答案】A,B,D
【解析】自然光通过理想偏振片后光强减半[[22]]。布儒斯特角下反射光为线偏振光且与折射光垂直[[23]]。马吕斯定律为I=I₀cos²θ,45°时cos²45°=0.5,故为一半,但若为自然光入射,则总透射光强为初始的1/4(偏振片减半,马吕斯再减半)[[18]]。
3.【题干】关于透镜成像与像差,下列说法正确的是?
【选项】A.物距小于焦距时,凸透镜成虚像。B.球面像差是由透镜表面球形曲率引起的。C.色差是由于不同波长光在透镜中折射率不同造成的。D.凹透镜组合可有效消除所有像差。
【参考答案】A,B,C
【解析】物距小于焦距时凸透镜成放大虚像[[10]]。球面像差源于透镜球面形状[[13]]。色差因折射率随波长变化[[16]]。凹透镜组合可校正部分像差,但无法消除所有像差[[14]]。
4.【题干】关于夫琅禾费衍射,下列说法正确的是?
【选项】A.夫琅禾费衍射要求光源和观察屏距离衍射屏均为无穷远。B.单缝夫琅禾费衍射中央明纹宽度是其他明纹宽度的两倍。C.衍射图样与狭缝宽度成反比,缝越窄衍射越明显。D.利用透镜可以实现夫琅禾费衍射的实验条件。
【参考答案】A,B,C,D
【解析】夫琅禾费衍射的理想条件是光源和观察屏均在无穷远,可用透镜实现[[36]]。单缝衍射中央明纹宽度是其他明纹的两倍[[38]]。缝宽越小,衍射越显著[[35]]。透镜可将平行光聚焦或使远场成像,满足实验条件[[36]]。
5.【题干】关于光的干涉与衍射,下列说法正确的是?
【选项】A.干涉是两列或多列波叠加的结果,衍射是波绕过障碍物的现象。B.双缝干涉条纹的间距与缝间距成正比。C.光的干涉和衍射现象都证明了光具有波动性。D.干涉条纹的明暗由光程差决定,当光程差为半波长偶数倍时形成暗纹。
【参考答案】A,C
【解析】干涉是波叠加,衍射是波绕射,二者均体现波动性[[34]]。双缝干涉条纹间距与缝间距成反比。明纹条件为光程差为波长整数倍,暗纹为半波长奇数倍[[6]]。32.【参考答案】ABD【解析】球差、彗差、像散、场曲和畸变是五种主要的单色像差[[11]]。色差源于不同波长光在介质中的折射率差异[[10]]。畸变仅改变图像的几何形状,不影响清晰度[[17]]。场曲指理想像面为平面,而实际像面为曲面[[13]]。
2.【题干】关于光的偏振,下列说法正确的是?
【选项】
A.光的偏振现象证明了光是一种横波[[22]]
B.自然光经过偏振片后可变为线偏振光[[20]]
C.圆偏振光的电场矢量端点轨迹为圆形[[24]]
D.部分偏振光是完全偏振光与自然光的混合[[21]]
【参考答案】ABCD
【解析】偏振是横波特有的现象,表明光为横波[[22]]。自然光通过偏振片可获得线偏振光[[20]]。圆偏振光的电场矢量端点在垂直于传播方向的平面上描绘圆形轨迹[[24]]。部分偏振光由偏振光与非偏振光(自然光)叠加而成[[21]]。
3.【题干】下列哪些属于光谱的基本类型?
【选项】
A.吸收光谱[[27]]
B.发射光谱[[27]]
C.散射光谱[[27]]
D.连续光谱[[30]]
【参考答案】ABC
【解析】光谱按物质与光的作用形式主要分为吸收、发射和散射三种基本类型[[27]]。连续光谱是发射光谱的一种表现形态[[30]],并非与前三者并列的基本分类。
4.【题干】根据几何光学基本原理,下列哪些陈述是准确的?
【选项】
A.费马原理指出光沿光程为极值的路径传播[[41]]
B.光在均匀介质中沿直线传播[[38]]
C.折射定律表明入射角正弦与折射角正弦之比为常数[[43]]
D.反射定律要求入射光线、反射光线和法线不在同一平面[[42]]
【参考答案】ABC
【解析】费马原理认为光走光程为极值(通常是最小)的路径[[41]]。在均匀介质中,光沿直线传播[[38]]。折射定律(斯涅尔定律)指出入射角与折射角正弦之比等于两介质折射率之比[[43]]。反射定律要求入射光线、反射光线和法线共面[[42]]。
5.【题干】下列关于光谱分析的分类,哪些是正确的?
【选项】
A.按作用微粒可分为原子光谱和分子光谱[[27]]
B.按波长区域可分为红外光谱和紫外光谱[[36]]
C.按产生机制可分为线状光谱和带状光谱[[30]]
D.按作用形式可分为吸收光谱、发射光谱和衍射光谱[[27]]
【参考答案】ABC
【解析】光谱可按被作用粒子分为原子光谱和分子光谱[[27]]。按波长区域可分为红外、可见、紫外等光谱[[36]]。按形态可分为线状、带状和连续光谱[[30]]。衍射光谱不是按作用形式划分的基本类型,基本类型为吸收、发射和散射光谱[[27]]。33.【参考答案】ABC【解析】球差可通过非球面透镜或凹凸透镜组合校正[[10]],色差常用双胶合透镜消除[[12]]。像散和场曲是几何像差(单色像差)的类型[[34]]。畸变仅改变图像形状,不影响清晰度[[35]]。
2.【题干】光的波动性可通过哪些现象体现?
【选项】A.光的直线传播。
B.光的干涉。
C.光的衍射。
D.光的偏振。
【参考答案】BCD
【解析】干涉和衍射是波的基本特性,证明光具有波动性[[20]]。偏振现象表明光是横波,也是波动性的体现[[21]]。直线传播是几何光学近似,不能直接证明波动性。
3.【题干】关于光学材料的色散特性,下列说法正确的是?
【选项】A.折射率随波长增加而降低的现象称为正常色散[[26]]。
B.阿贝数用于量化材料的色散程度[[25]]。
C.色散导致白光通过棱镜后分解成光谱[[28]]。
D.所有材料的折射率都随波长增加而增大[[32]]。
【参考答案】ABC
【解析】正常色散指折射率随波长增加而减小[[26]]。阿贝数定义为(n_d-1)/(n_F-n_C),反映色散大小[[25]]。棱镜分光是色散的典型表现[[28]]。反常色散时折射率随波长增加而增大[[32]]。
4.【题干】下列哪些属于光学系统中的单色像差?
【选项】A.球差。
B.慧差。
C.色差。
D.场曲。
【参考答案】ABD
【解析】单色像差包括球差、慧差、像散、场曲和畸变[[34]]。色差是由于不同波长光折射率不同引起的,属于复色光特有的像差,不属于单色像差[[37]]。
5.【题干】关于成像原理,下列哪些陈述是准确的?
【选项】A.成像主要基于几何光学理论进行分析[[3]]。
B.凸透镜是实现成像的基础元件之一[[5]]。
C.费马原理可用于推导近轴光学成像公式[[4]]。
D.光的粒子性是成像系统设计的主要理论依据。
【参考答案】ABC
【解析】工程成像分析多基于几何光学[[3]]。透镜、棱镜等是基础光学元件[[5]]。近轴成像公式可由费马原理推导[[4]]。成像设计主要依据波动性和几何光学,而非粒子性。34.【参考答案】A、B、C【解析】几何光学建立在实验观察基础上,其四大基本定律包括:光的直线传播定律、独立传播定律、反射定律和折射定律。衍射属于物理光学范畴,不能用几何光学解释,因此D项错误[[18]]。35.【参考答案】A、B、C、D【解析】激光(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation)的四个核心特性是:高方向性(发散角小)、高单色性(频谱窄)、高相干性(时间与空间相干性好)和高亮度(能量集中),这些特性使其在科研与工业中广泛应用[[8]]。36.【参考答案】A、B、D【解析】产生稳定干涉需满足:频率相同、振动方向相同、相位差恒定。光程差决定干涉条纹的明暗分布。C项错误,因为普通光源发出的光不具备稳定的相位关系,无法形成稳定干涉图样[[27]]。37.【参考答案】A、B【解析】衍射是光绕过障碍物传播并产生强度分布变化的现象,典型如单缝衍射(A)和边缘衍射(B)。油膜彩色是干涉现象(C),全反射属于几何光学范畴(D)[[26]]。38.【参考答案】A、B、C【解析】光学材料的核心光学特性包括折射率(决定光线偏折程度)、色散(用阿贝数描述,影响成像色差)和透光率(衡量材料对光的透过能力)。热膨胀系数属于机械/热学性能,非光学特性[[29]][[35]]。39.【参考答案】ACD【解析】球差源于不同孔径的光线经透镜折射后聚焦点不一致[[16]]。凹凸透镜组合或使用非球面透镜均可有效校正球差[[10]]。色差由不同波长光折射率差异引起,单一材料透镜无法完全消除,需使用不同材料组合或衍射元件[[15]]。
2.【题干】关于光的偏振现象,下列描述正确的是?
【选项】A.自然光经反射后可能变为偏振光
B.偏振光干涉可用于测量材料应力
C.摄影中使用偏振镜可消除水面反光
D.光的偏振证明了光是纵波
【参考答案】ABC
【解析】自然光在非金属表面反射时会产生偏振[[18]]。偏振镜利用正交偏振原理抑制反射眩光[[22]]。偏振光干涉技术可应用于应力分析。光的偏振现象证明光是横波,而非纵波[[23]]。
3.【题干】根据近轴光学理论,下列说法正确的是?
【选项】A.近轴光线与光轴夹角极小,可近似认为sinθ≈tanθ≈θ
B.费马原理可用于推导近轴成像公式
C.近轴成像条件下,物像关系满足薄透镜公式
D.近轴光学能精确描述所有光学系统的成像
【参考答案】ABC
【解析】近轴光学假设光线与光轴夹角极小,满足sinθ≈θ[[28]]。费马原理是几何光学基础,可推导出近轴成像公式[[26]]。薄透镜成像公式(1/u+1/v=1/f)适用于近轴条件[[30]]。但近轴光学是理想化模型,无法精确描述大孔径或大视场系统[[4]]。
4.【题干】关于光学薄膜中的增透膜,下列说法正确的是?
【选项】A.增透膜利用光的干涉原理减少反射
B.单层增透膜通常采用高折射率材料
C.增透膜能使特定波
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