2026年大学物理光学实验与计算试题考试及答案

2026年大学物理光学实验与计算试题考试及答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在杨氏双缝实验中，若将双缝间距d减小，则干涉条纹的间距Δx将如何变化？A.增大B.减小C.不变D.无法确定2.光的相干条件不包括以下哪一项？A.时间相干性B.空间相干性C.光强相干性D.相位差恒定3.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离为λ/2，则干涉条纹将移动多少条？A.1条B.2条C.0.5条D.4条4.光的衍射现象中，夫琅禾费衍射与菲涅耳衍射的主要区别在于？A.衍射屏的尺寸B.观察屏的距离C.光源的性质D.衍射孔的形状5.布拉格衍射条件为2dsinθ=λ，其中θ表示？A.入射角B.衍射角C.衍射屏与观察屏的夹角D.光源与衍射屏的夹角6.光的偏振现象中，以下哪种方法不能产生线偏振光？A.偏振片B.起偏器C.布儒斯特角反射D.双折射7.在全息照相中，记录全息图的关键条件是？A.单色光B.强光C.自然光D.激光8.光的相干长度与光源的谱线宽度关系为？A.相干长度与谱线宽度成正比B.相干长度与谱线宽度成反比C.相干长度与谱线宽度无关D.相干长度是谱线宽度的平方9.在菲涅耳衍射中，若障碍物距离观察屏较远，则衍射现象更接近？A.夫琅禾费衍射B.布拉格衍射C.全息衍射D.无衍射现象10.光的波前是？A.光源发出的所有光线的集合B.光波振动相位相同的点的轨迹C.光波传播方向的集合D.光波能量的分布二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝实验中，若双缝间距为d，缝到屏距离为L，光源波长为λ，则干涉条纹间距Δx=__________。2.光的相干时间与相干长度的关系为__________。3.迈克尔逊干涉仪中，若动镜移动距离为Δd，则干涉条纹移动条数为__________。4.夫琅禾费衍射中，狭缝宽度a与衍射条纹间距的关系为__________。5.布拉格衍射中，晶面间距为d，衍射角为θ，则满足条件的波长λ=__________。6.光的偏振态包括__________、__________和__________。7.全息照相中，记录全息图需要__________光源。8.光的相干条件包括__________和__________。9.菲涅耳衍射中，障碍物距离观察屏较远时，衍射现象更接近__________。10.光的波前是__________。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝实验中，若光源波长增加，干涉条纹间距会增大。（√）2.光的相干条件是光源必须具有相同的频率。（×）3.迈克尔逊干涉仪中，若动镜移动距离为λ，则干涉条纹移动1条。（√）4.夫琅禾费衍射是远场衍射，菲涅耳衍射是近场衍射。（√）5.布拉格衍射中，衍射角θ越大，满足条件的波长λ越长。（×）6.光的偏振现象说明光是非横波。（×）7.全息照相中，再现时需要使用与记录时相同的光源。（√）8.光的相干条件包括时间相干性和空间相干性。（√）9.菲涅耳衍射中，障碍物距离观察屏较近时，衍射现象更接近夫琅禾费衍射。（×）10.光的波前是光波振动相位相同的点的轨迹。（√）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述杨氏双缝实验的原理及其主要应用。2.解释什么是光的相干条件，并说明其重要性。3.比较夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的主要区别。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.在杨氏双缝实验中，双缝间距为0.5mm，缝到屏距离为1m，光源波长为600nm，求干涉条纹的间距。2.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜移动距离为0.1mm，观察到干涉条纹移动了100条，求光源的波长。【标准答案及解析】一、单选题1.A解析：根据杨氏双缝干涉公式Δx=(λL)/d，d减小，Δx增大。2.C解析：光的相干条件包括时间相干性和空间相干性，以及相位差恒定。3.A解析：迈克尔逊干涉仪中，动镜移动距离为λ/2，干涉条纹移动1条。4.B解析：夫琅禾费衍射是远场衍射，观察屏距离较远；菲涅耳衍射是近场衍射，观察屏距离较近。5.B解析：布拉格衍射条件为2dsinθ=λ，θ为衍射角。6.C解析：布儒斯特角反射和偏振片、起偏器都能产生线偏振光，自然光不能。7.A解析：全息照相需要单色光才能记录全息图。8.B解析：相干长度与谱线宽度成反比，相干长度=λ²/Δλ。9.A解析：菲涅耳衍射是近场衍射，障碍物距离观察屏较远时，衍射现象更接近夫琅禾费衍射。10.B解析：光的波前是光波振动相位相同的点的轨迹。二、填空题1.(λL)/d解析：杨氏双缝干涉公式Δx=(λL)/d。2.相干长度=λ²/Δλ解析：相干长度与谱线宽度成反比。3.2Δd/λ解析：迈克尔逊干涉仪中，动镜移动距离为Δd，干涉条纹移动条数为2Δd/λ。4.Δx=(λL)/a解析：夫琅禾费衍射中，狭缝宽度a与衍射条纹间距的关系为Δx=(λL)/a。5.2dsinθ解析：布拉格衍射条件为2dsinθ=λ。6.线偏振、圆偏振、椭圆偏振解析：光的偏振态包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振。7.单色解析：全息照相需要单色光源。8.时间相干性、空间相干性解析：光的相干条件包括时间相干性和空间相干性。9.夫琅禾费衍射解析：菲涅耳衍射是近场衍射，障碍物距离观察屏较远时，衍射现象更接近夫琅禾费衍射。10.光波振动相位相同的点的轨迹解析：光的波前是光波振动相位相同的点的轨迹。三、判断题1.√解析：杨氏双缝干涉公式Δx=(λL)/d，λ增大，Δx增大。2.×解析：光的相干条件包括频率相同、相位差恒定和空间相干性。3.√解析：迈克尔逊干涉仪中，动镜移动距离为λ，干涉条纹移动1条。4.√解析：夫琅禾费衍射是远场衍射，菲涅耳衍射是近场衍射。5.×解析：布拉格衍射中，衍射角θ越大，满足条件的波长λ越短。6.×解析：光的偏振现象说明光是横波。7.√解析：全息照相中，再现时需要使用与记录时相同的光源。8.√解析：光的相干条件包括时间相干性和空间相干性。9.×解析：菲涅耳衍射是近场衍射，障碍物距离观察屏较近时，衍射现象更接近菲涅耳衍射。10.√解析：光的波前是光波振动相位相同的点的轨迹。四、简答题1.杨氏双缝实验的原理：当单色光通过两个相距很近的狭缝时，会在屏幕上形成干涉条纹。这是由于两缝发出的光波相互叠加，满足相干条件时会产生干涉现象。主要应用：用于测量光的波长、研究光的干涉现象、验证光的波动性等。2.光的相干条件：光的相干条件包括时间相干性和空间相干性，以及相位差恒定。时间相干性要求光源的相干时间足够长，空间相干性要求光源的相干面积足够大，相位差恒定要求两束光波的相位差保持不变。相干条件的重要性：只有满足相干条件，才能观察到稳定的干涉和衍射现象。3.夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的主要区别：夫琅禾费衍射是远场衍射，观察屏距离较远；菲涅耳衍射是近场衍射，观察屏距离较近。夫琅禾费衍射的衍射图案更清晰，菲涅耳衍射的衍射图案更复杂。五、应用题1.解：根据杨氏双缝干涉公式Δx=(λL)/d，代入数据：Δx=(600×10⁻⁹m×1m)/0.5×10⁻³m=1.2