2025年大学三年级（光学）光学基础试题及答案

2025年大学三年级（光学）光学基础试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）本卷共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.光的干涉现象的本质是A.光的波动性的体现B.光的粒子性的体现C.光的折射现象D.光的反射现象答案：A2.杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距增大，则干涉条纹间距A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：B3.光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波长和波速会发生变化，这是因为A.介质对光的吸收作用B.介质对光的散射作用C.介质对光的折射作用D.介质对光的干涉作用答案：C4.光的衍射现象中，当障碍物尺寸与光的波长相比A.障碍物尺寸远大于波长时，衍射现象明显B.障碍物尺寸远小于波长时，衍射现象明显C.障碍物尺寸与波长相近时，衍射现象明显D.衍射现象与障碍物尺寸和波长关系无关答案：C5.一束自然光通过偏振片后，光强会A.增强B.减弱C.不变D.先增强后减弱答案：B6.以下哪种光不是偏振光A.自然光B.线偏振光C.圆偏振光D.椭圆偏振光答案：A7.光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中A.传播速度不同B.频率不同C.波长不同D.以上都是答案：D8.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环B.条纹间距相等C.条纹中心级次最高D.以上都对答案：D9.光在真空中的传播速度为c，在某种介质中的传播速度为v，则该介质的折射率n为A.n=c/vB.n=v/cC.n=cvD.n=1/(cv)答案：A10.对于光的干涉和衍射现象，以下说法正确的是A.干涉和衍射都是光的波动性的表现B.干涉条纹和衍射条纹本质上是一样的C.干涉现象中，两束光的光程差必须是波长的整数倍D.衍射现象中，障碍物尺寸越小，衍射越不明显答案：A第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共20分，每空2分）1.光的干涉条件是两束光的______相同，______稳定。答案：频率，相位差2.双缝干涉实验中，若用波长为λ的单色光照射，双缝间距为d，屏到双缝的距离为L，则相邻明条纹间距Δx=______。答案：λL/d3.光的衍射分为______衍射和______衍射。答案：菲涅耳，夫琅禾费4.马吕斯定律指出，强度为I0的线偏振光通过偏振片后，出射光强I=______。答案：I0cos²θ（θ为偏振光振动方向与偏振片偏振化方向的夹角）5.光的色散现象中，牛顿发现太阳光通过三棱镜后会分解成______、______、______、______、______、______、______七种颜色的光。答案：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫三、简答题（共20分，每题10分）1.简述光的干涉现象的原理及应用。答案：光的干涉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。其原理基于光的波动性。应用广泛，如干涉仪可用于精密测量长度、厚度等；在光学薄膜技术中，利用干涉原理制造增透膜、高反膜等；还可用于检测光学元件表面平整度等。2.简述光的衍射现象的原理及应用。答案：光的衍射是光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象。原理是光的波动性。应用有光栅光谱仪利用衍射光栅进行光谱分析；在X射线衍射中用于分析晶体结构；还可用于制作衍射光学元件，实现特殊的光学功能。四、论述题（共15分）阅读材料：在研究光的偏振现象时，我们发现当一束自然光通过偏振片后，光强会减弱，并且只有沿着偏振片偏振化方向振动的光才能通过。进一步研究发现，当两偏振片的偏振化方向相互平行时，透过的光强最大；当两偏振片的偏振化方向相互垂直时，几乎没有光透过。请论述光的偏振现象在实际生活中的应用，并举例说明。答案：光的偏振现象在实际生活中有诸多应用。在摄影中，利用偏振镜可以减少水面、玻璃等光滑表面反射光的干扰，使拍摄的景物更加清晰真实。比如拍摄湖面景色时，可消除水面反射光，突出湖水和湖底景物。在3D电影技术中，通过偏振光原理，让观众佩戴特殊眼镜，左眼和右眼看到不同偏振方向的图像，从而产生立体感。液晶显示器（LCD）利用液晶的偏振特性来控制光的透过和阻挡，实现图像显示。五、计算题（共15分）在双缝干涉实验中，用波长λ=500nm的单色光照射，双缝间距d=0.2mm，屏到双缝的距离L=1m。求：1.相邻明条纹间距Δx。答案：根据公式Δx=λL/d，代入数据可得：Δx=500×10⁻⁹×1/(0.2×10⁻³)=2.5×10⁻³m=2.5mm。2.若将整个装置放入折射率n=1.5的介质中，相邻明条纹间距变为多少？答案：光在介质中的波长λ'=λ/