2025年大学生活中的物理学（波动光学应用解析）试题及答案

2025年大学生活中的物理学（波动光学应用解析）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.光的干涉现象是波动光学的重要内容，以下哪种情况不会产生光的干涉现象？（）A.两束频率相同的光相遇B.两束光的振动方向相同C.两束光的相位差恒定D.两束光的强度相差很大2.杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距增大，其他条件不变，则干涉条纹间距（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小3.薄膜干涉中，等倾干涉条纹的特点是（）A.条纹是一系列同心圆B.条纹间距不均匀C.条纹中心级次最高D.以上都不对4.光的衍射现象是指光在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播，并且在屏幕上形成明暗相间的条纹。以下关于光的衍射说法正确的是（）A.只有狭缝衍射才会产生衍射条纹B.障碍物尺寸越大，衍射现象越明显C.波长越长，衍射现象越明显D.光的衍射与光的直线传播是相互矛盾的5.单缝衍射实验中，若将单缝宽度减小，其他条件不变，则中央明纹宽度（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小6.光栅衍射中，光栅常数越小，衍射条纹（）A.越稀疏B.越密集C.不变D.不确定7.光的偏振现象说明光具有（）A.波动性B.粒子性C.横波性D.纵波性8.以下哪种方法不能产生偏振光？（）A.利用偏振片B.利用反射光C.利用折射光D.利用干涉现象9.马吕斯定律描述的是（）A.光的干涉现象B.光的衍射现象C.光的偏振现象D.光的折射现象10.在日常生活中，我们看到的蓝天是由于光的（）A.干涉B.衍射C.散射D.偏振第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述光的干涉原理，并说明干涉现象在实际生活中的应用。12.（15分）在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距d=0.2mm，缝到屏幕的距离D=1m，用波长λ=500nm的单色光照射双缝。求：（1）相邻两明纹的间距；（2）若将整个装置放入折射率n=1.5的水中，相邻两明纹的间距又为多少？13.（15分）解释光的衍射现象，说明单缝衍射和圆孔衍射的特点，并比较它们的异同。14.（材料题15分）材料：在光学仪器中，为了减少反射光的影响，常常在镜头表面涂上一层增透膜。增透膜的原理是利用薄膜干涉，使反射光相互抵消，从而增加透射光的强度。已知某镜头的折射率n=1.5，所用增透膜的折射率n'=1.38。求：（1）增透膜的厚度应满足什么条件？（2）若增透膜的厚度为d=λ/4n'，其中λ为光在真空中的波长，求该增透膜对波长λ=550nm的光的增透效果。15.（材料题15分）材料：偏振光在现代科技中有广泛的应用，如3D电影、液晶显示器等。在3D电影中，通过在放映机镜头前和观众眼镜上分别安装偏振片，使观众看到的左右眼画面具有不同的偏振方向，从而产生立体感。已知某3D电影放映机镜头前的偏振片的偏振方向为水平方向，观众眼镜上的偏振片的偏振方向分别为左眼垂直、右眼水平。求：（1）当观众观看电影时，左眼和右眼分别看到的画面情况；（2）若将观众眼镜上的偏振片互换，观众看到的画面会有什么变化？答案：1.D2.B3.A4.C5.A6.B7.C8.D9.C10.C11.光的干涉原理是两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。干涉现象在实际生活中的应用有：薄膜干涉可用于增透膜、高反射膜等；杨氏双缝干涉可用于测量光的波长等。12.（1）根据公式Δx=Dλ/d，可得相邻两明纹的间距Δx=2.5mm。（2）在水中，光的波长变为λ'=λ/n，此时相邻两明纹的间距Δx'=Dλ'/d=1.67mm。13.光的衍射是指光在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播，并且在屏幕上形成明暗相间的条纹。单缝衍射的特点是中央明纹最宽，两侧明纹宽度逐渐减小，且条纹间距不均匀。圆孔衍射的特点是中央是一个亮斑，周围是明暗相间的同心圆环。它们的相同点是都属于光的衍射现象，不同点是衍射图案不同。14.（1）增透膜的厚度应满足2nd=(2k+1)λ/2，k=0,1,2,...。（2）当d=λ/4n'时，反射光相互抵消，增透效果最佳，透射光强度大大增加。15.（1）左眼看到的是经过垂直偏振片过滤后的画面，右眼