2025年物理光学实验设计检验试题及答案

2025年物理光学实验设计检验试题及答案考试时长：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，若将单色光源换成白光，则屏幕上出现的干涉条纹将发生什么变化？A.完全消失B.中心仍为白色，两侧出现彩色条纹C.所有条纹都变成白色D.条纹间距变大2.光的衍射现象说明光具有什么性质？A.波动性B.粒子性C.惯性D.动量3.布拉格公式（nλ=2dsinθ）适用于哪种衍射现象？A.单缝衍射B.双缝干涉C.晶体衍射D.泊松亮斑4.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离为λ/2，则干涉条纹将发生什么变化？A.完全消失B.移动一条条纹C.移动两条条纹D.不发生任何变化5.薄膜干涉中，产生相消干涉的条件是？A.两条光路的光程差为λB.两条光路的光程差为λ/2C.两条光路的光程差为2λD.两条光路的光程差为3λ6.光的偏振现象说明光具有什么性质？A.横波性B.纵波性C.磁性D.电磁性7.在菲涅耳双面镜实验中，双面镜的夹角θ越小，则干涉条纹的间距将？A.越大B.越小C.不变D.无法确定8.光的相干条件包括哪些？A.频率相同B.振动方向相同C.相位差恒定D.以上都是9.在夫琅禾费衍射中，狭缝宽度a减小时，衍射图样的变化是？A.中央亮纹变宽B.中央亮纹变窄C.衍射条纹消失D.衍射条纹间距不变10.全息照相记录的是光的什么信息？A.振幅B.相位C.频率D.以上都是二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝实验中，双缝间距d减小，则干涉条纹间距Δx将__________。2.光的衍射分为__________和__________两种类型。3.布拉格衍射中，当入射角θ增大时，衍射级数k将__________。4.迈克尔逊干涉仪中，若动镜M移动距离为λ，则干涉条纹移动__________条。5.薄膜干涉中，若薄膜厚度均匀，则干涉条纹为__________。6.光的偏振现象说明光是__________波。7.菲涅耳双面镜实验中，双面镜夹角θ增大，则干涉条纹间距Δx将__________。8.光的相干条件包括__________、__________和__________。9.夫琅禾费衍射中，狭缝宽度a增大，则中央亮纹亮度将__________。10.全息照相利用光的__________记录和重现图像。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝实验中，光源越亮，干涉条纹越清晰。（√）2.光的衍射只能发生在障碍物尺寸与光波波长相当的情况下。（√）3.布拉格公式适用于所有衍射现象。（×）4.迈克尔逊干涉仪中，若光源频率改变，干涉条纹将发生移动。（×）5.薄膜干涉中，若薄膜厚度不均匀，则干涉条纹为圆形。（×）6.光的偏振现象说明光具有横波性。（√）7.菲涅耳双面镜实验中，双面镜夹角θ越小，干涉条纹间距越大。（√）8.光的相干条件包括频率相同、振动方向相同和相位差恒定。（√）9.夫琅禾费衍射中，狭缝宽度a减小，则中央亮纹亮度将减小。（×）10.全息照相利用光的干涉记录和重现图像。（√）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.解释什么是光的衍射，并列举两种常见的衍射现象。3.说明薄膜干涉产生相消干涉的条件，并举例说明其在生活中的应用。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，使用波长为589.3nm的单色光，双缝间距为0.5mm，双缝到屏幕距离为1m。求干涉条纹的间距。2.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离为0.1mm，观察到干涉条纹移动了100条。求所用光源的波长。【标准答案及解析】一、单选题1.B解析：白光包含多种波长，不同波长的光产生干涉条纹的位置不同，导致屏幕上出现彩色条纹。2.A解析：光的衍射是波特有的现象，说明光具有波动性。3.C解析：布拉格公式描述的是晶体衍射现象，适用于原子间距与光波长相当的晶体。4.B解析：动镜M移动λ/2，光程差改变λ，干涉条纹移动一条。5.B解析：相消干涉的条件是光程差为λ/2，导致振动相位相反。6.A解析：偏振现象说明光是横波，振动方向垂直于传播方向。7.A解析：双面镜夹角θ越小，衍射角越大，干涉条纹间距越大。8.D解析：相干条件包括频率相同、振动方向相同和相位差恒定。9.A解析：狭缝宽度a减小时，衍射角增大，中央亮纹变宽。10.D解析：全息照相记录光的振幅和相位信息，实现三维图像的重现。二、填空题1.增大解析：Δx=λD/d，d减小，Δx增大。2.菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射解析：根据障碍物与光源的距离分类。3.增大解析：θ增大，sinθ增大，k增大。4.100解析：动镜移动λ，条纹移动kλ/λ=k条。5.直线解析：薄膜厚度均匀时，干涉条纹为等厚干涉，呈直线分布。6.横解析：偏振现象说明光是横波。7.减小解析：θ减小，衍射角增大，Δx增大。8.频率相同、振动方向相同、相位差恒定解析：相干条件是产生稳定干涉的关键。9.增大解析：狭缝宽度a增大，光通量增大，中央亮纹亮度增大。10.干涉解析：全息照相利用光的干涉记录和重现图像。三、判断题1.√解析：光源越亮，光强越大，干涉条纹越清晰。2.√解析：衍射现象只有在障碍物尺寸与光波长相当或更小的情况下才明显。3.×解析：布拉格公式仅适用于晶体衍射，不适用于所有衍射现象。4.×解析：光源频率改变，干涉条纹不会发生移动，只会改变亮度。5.×解析：薄膜厚度不均匀时，干涉条纹为非圆形。6.√解析：偏振现象说明光是横波。7.√解析：θ越小，衍射角越大，Δx增大。8.√解析：相干条件是产生稳定干涉的关键。9.×解析：狭缝宽度a减小，光通量减小，中央亮纹亮度将减小。10.√解析：全息照相利用光的干涉记录和重现图像。四、简答题1.杨氏双缝实验的原理：单色光通过两个狭缝后，形成两个相干光源，在屏幕上产生干涉条纹。主要应用：验证光的波动性、测量光波长、研究光的干涉现象。2.光的衍射是光绕过障碍物或小孔后偏离直线传播的现象。常见的衍射现象包括：单缝衍射、圆孔衍射、菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射。3.薄膜干涉产生相消干涉的条件：光程差为λ/2，导致振动相位相反。生活中的应用：肥皂泡的彩色条纹、增透膜、防反光膜。五、应用题