光學(xué)專業(yè)測試試題及答案集一、單選題（每題2分，共20題）1.光在真空中傳播的速度約為：A.3×10?m/sB.2×10?m/sC.1.5×10?m/sD.4×10?m/s2.以下哪種現(xiàn)象不屬于光的波動性？A.衍射B.干涉C.反射D.偏振3.折射率為1.5的介質(zhì)，其臨界角為：A.30°B.40°C.60°D.45°4.洛埃鏡實驗中，光程差為：A.λ/2B.λC.2λD.λ/45.雙縫干涉實驗中，屏上相鄰亮紋間距與以下哪個因素成正比？A.縫寬B.入射光波長C.屏幕到雙縫距離D.雙縫間距6.牛頓環(huán)中，中心是：A.亮斑B.暗斑C.半亮半暗D.無法確定7.光電效應(yīng)的閾值頻率取決于：A.入射光強度B.入射光波長C.飽和電流D.光電子初動能8.光的相干條件包括：A.振幅相等B.初相位差恒定C.頻率相同D.振動方向相同9.棱鏡色散的色散率取決于：A.棱鏡材料B.入射角C.棱鏡頂角D.以上都是10.全息照相記錄的是：A.物體的強度分布B.物體的相位分布C.物體的全息信息D.物體的幾何形狀二、多選題（每題3分，共10題）1.光的反射定律包括：A.反射角等于入射角B.反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)C.反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)D.入射角與反射角之和為180°2.以下哪些是光的干涉條件？A.相干光源B.相位差恒定C.光程差為零D.振幅相等3.光的衍射現(xiàn)象包括：A.夫瑯禾費衍射B.菲涅耳衍射C.光的彎曲D.光的繞射4.以下哪些是偏振光的產(chǎn)生方法？A.吸收式偏振器B.反射式偏振器C.線偏振器D.圓偏振器5.光的色散現(xiàn)象包括：A.棱鏡色散B.吸收式色散C.色差D.色散率6.全息照相的特點包括：A.三維成像B.可重復(fù)成像C.對比度高D.信息量大7.光纖通信的原理包括：A.全反射B.光的傳輸C.光的衰減D.光的調(diào)制8.激光器的特點包括：A.高亮度B.高相干性C.高方向性D.高單色性9.光電效應(yīng)的實驗現(xiàn)象包括：A.光電子的發(fā)射B.飽和電流C.截止電壓D.光電倍增10.光的衍射公式包括：A.布拉格公式B.瑞利判據(jù)C.單縫衍射公式D.雙縫衍射公式三、判斷題（每題1分，共20題）1.光的波長在真空中比在介質(zhì)中長。（×）2.全反射的條件是入射角大于臨界角。（√）3.光的干涉現(xiàn)象一定是亮紋疊加亮紋。（×）4.光的衍射現(xiàn)象是光的波動性的體現(xiàn)。（√）5.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。（√）6.光的色散現(xiàn)象是光的頻率依賴性的體現(xiàn)。（√）7.全息照相需要記錄光的振幅和相位。（√）8.光纖通信的損耗主要來自光的全反射。（×）9.激光器的光束發(fā)散角很小。（√）10.光電效應(yīng)的截止電壓與入射光頻率成正比。（√）11.光的相干條件是頻率相同、相位差恒定。（√）12.光的干涉現(xiàn)象一定是暗紋疊加暗紋。（×）13.光的衍射現(xiàn)象是光的直線傳播的體現(xiàn)。（×）14.光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波。（×）15.光的色散現(xiàn)象是光的波長依賴性的體現(xiàn)。（√）16.全息照相需要記錄光的強度分布。（×）17.光纖通信的損耗主要來自光的全反射。（×）18.激光器的光束發(fā)散角很大。（×）19.光電效應(yīng)的截止電壓與入射光頻率成反比。（×）20.光的相干條件是振幅相等、相位差恒定。（×）四、填空題（每題2分，共10題）1.光在真空中的傳播速度為________。答案：3×10?m/s2.光的反射定律包括________和________。答案：反射角等于入射角，反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)3.光的干涉現(xiàn)象包括________和________。答案：相干光源，相位差恒定4.光的衍射現(xiàn)象包括________和________。答案：夫瑯禾費衍射，菲涅耳衍射5.光的偏振現(xiàn)象說明光是________波。答案：橫6.光的色散現(xiàn)象是光的________依賴性的體現(xiàn)。答案：波長7.全息照相需要記錄光的________和________。答案：振幅，相位8.光纖通信的損耗主要來自________。答案：光的全反射9.激光器的光束發(fā)散角很小，說明光是________光。答案：方向10.光電效應(yīng)的截止電壓與入射光________成正比。答案：頻率五、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述光的干涉現(xiàn)象及其條件。答案：光的干涉現(xiàn)象是兩列或多列光波在空間相遇時疊加，形成加強或減弱的現(xiàn)象。干涉的條件包括相干光源（頻率相同、相位差恒定）、光程差恒定、振動方向相同。2.簡述光的衍射現(xiàn)象及其分類。答案：光的衍射現(xiàn)象是光在遇到障礙物或小孔時偏離直線傳播的現(xiàn)象。分類包括夫瑯禾費衍射（遠場衍射）和菲涅耳衍射（近場衍射）。3.簡述光的偏振現(xiàn)象及其產(chǎn)生方法。答案：光的偏振現(xiàn)象是光波的振動方向限定在某一平面內(nèi)的現(xiàn)象，說明光是橫波。產(chǎn)生方法包括吸收式偏振器、反射式偏振器和雙折射晶體。4.簡述光纖通信的原理及其優(yōu)點。答案：光纖通信的原理是利用光的全反射在光纖中傳輸信號。優(yōu)點包括傳輸損耗低、帶寬高、抗電磁干擾能力強、體積小、重量輕。六、計算題（每題10分，共2題）1.在雙縫干涉實驗中，縫間距為0.5mm，屏幕到雙縫距離為1m，入射光波長為500nm，求相鄰亮紋間距。解：相鄰亮紋間距Δx=λL/d=(500×10??m×1m)/(0.5×10?3m)=1×10?3m=1mm2.在全反射實驗中，光從折射率為1.5的介質(zhì)射向空氣，求臨界角。解：臨界角θc=arcsin(1/1.5)≈41.8°答案及解析單選題答案及解析1.A解析：光在真空中的傳播速度為3×10?m/s。2.C解析：光的波動性現(xiàn)象包括衍射、干涉和偏振，反射是光的粒子性現(xiàn)象。3.C解析：臨界角θc=arcsin(1/n)=arcsin(1/1.5)≈41.8°。4.A解析：洛埃鏡實驗中，光程差為λ/2，導(dǎo)致中心為暗斑。5.B解析：雙縫干涉實驗中，相鄰亮紋間距Δx=λL/d，與入射光波長λ成正比。6.B解析：牛頓環(huán)中，中心是暗斑，邊緣是亮環(huán)。7.B解析：光電效應(yīng)的閾值頻率取決于入射光波長，波長越短，頻率越高。8.C解析：光的相干條件包括頻率相同、相位差恒定、振動方向相同。9.D解析：棱鏡色散的色散率取決于棱鏡材料、入射角和棱鏡頂角。10.C解析：全息照相記錄的是物體的全息信息，包括振幅和相位。多選題答案及解析1.ABC解析：光的反射定律包括反射角等于入射角、反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)、反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)。2.AB解析：光的干涉條件包括相干光源和相位差恒定。3.AB解析：光的衍射現(xiàn)象包括夫瑯禾費衍射和菲涅耳衍射。4.ABC解析：偏振光的產(chǎn)生方法包括吸收式偏振器、反射式偏振器和線偏振器。5.AC解析：光的色散現(xiàn)象包括棱鏡色散和色差。6.ABCD解析：全息照相的特點包括三維成像、可重復(fù)成像、對比度高、信息量大。7.AB解析：光纖通信的原理包括全反射和光的傳輸。8.ABCD解析：激光器的特點包括高亮度、高相干性、高方向性和高單色性。9.ABC解析：光電效應(yīng)的實驗現(xiàn)象包括光電子的發(fā)射、飽和電流和截止電壓。10.CD解析：光的衍射公式包括單縫衍射公式和雙縫衍射公式。判斷題答案及解析1.×解析：光在介質(zhì)中的波長比在真空中短。2.√解析：全反射的條件是入射角大于臨界角。3.×解析：光的干涉現(xiàn)象可以是亮紋疊加暗紋或暗紋疊加亮紋。4.√解析：光的衍射現(xiàn)象是光的波動性的體現(xiàn)。5.√解析：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。6.√解析：光的色散現(xiàn)象是光的頻率依賴性的體現(xiàn)。7.√解析：全息照相需要記錄光的振幅和相位。8.×解析：光纖通信的損耗主要來自材料吸收和散射。9.√解析：激光器的光束發(fā)散角很小，說明光是方向性光。10.√解析：光電效應(yīng)的截止電壓與入射光頻率成正比。11.√解析：光的相干條件是頻率相同、相位差恒定。12.×解析：光的干涉現(xiàn)象可以是亮紋疊加亮紋或暗紋疊加暗紋。13.×解析：光的衍射現(xiàn)象是光的波動性的體現(xiàn)。14.×解析：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。15.√解析：光的色散現(xiàn)象是光的波長依賴性的體現(xiàn)。16.×解析：全息照相需要記錄光的振幅和相位。17.×解析：光纖通信的損耗主要來自材料吸收和散射。18.×解析：激光器的光束發(fā)散角很小。19.×解析：光電效應(yīng)的截止電壓與入射光頻率成正比。20.×解析：光的相干條件是頻率相同、相位差恒定。填空題答案及解析1.3×10?m/s解析：光在真空中的傳播速度為3×10?m/s。2.反射角等于入射角，反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)解析：光的反射定律包括反射角等于入射角，反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)。3.相干光源，相位差恒定解析：光的干涉現(xiàn)象的條件包括相干光源和相位差恒定。4.夫瑯禾費衍射，菲涅耳衍射解析：光的衍射現(xiàn)象包括夫瑯禾費衍射和菲涅耳衍射。5.橫解析：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。6.波長解析：光的色散現(xiàn)象是光的波長依賴性的體現(xiàn)。7.振幅，相位解析：全息照相需要記錄光的振幅和相位。8.材料吸收和散射解析：光纖通信的損耗主要來自材料吸收和散射。9.方向解析：激光器的光束發(fā)散角很小，說明光是方向性光。10.頻率解析：光電效應(yīng)的截止電壓與入射光頻率成正比。簡答題答案及解析1.簡述光的干涉現(xiàn)象及其條件。答案：光的干涉現(xiàn)象是兩列或多列光波在空間相遇時疊加，形成加強或減弱的現(xiàn)象。干涉的條件包括相干光源（頻率相同、相位差恒定）、光程差恒定、振動方向相同。2.簡述光的衍射現(xiàn)象及其分類。答案：光的衍射現(xiàn)象是光在遇到障礙物或小孔時偏離直線傳播的現(xiàn)象。分類包括夫瑯禾費衍射（遠場衍射）和菲涅耳衍射（近場衍射）。3.簡述光的偏振現(xiàn)象及其產(chǎn)生方法。答案：光的偏振現(xiàn)象是光波的振動方向限定在某一平面內(nèi)的現(xiàn)象，說明光是橫波。產(chǎn)生方法包括吸收式偏振器、反射式偏振器和雙折射晶體。4.簡述光纖通信的原理及其優(yōu)點。答案：光纖通信的原理是利用光的全反射在光纖中傳輸信號。優(yōu)點包括傳輸