2025年物理學(xué)專升本光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題3分，共30分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏幕上的干涉條紋間距變大，可以采取的方法是（）。A.縮小雙縫間距B.使用波長(zhǎng)較短的光C.增大雙縫到屏幕的距離D.減小雙縫到屏幕的距離2.下列關(guān)于光的衍射現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是（）。A.光的衍射是光繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，只有波長(zhǎng)與障礙物尺寸相當(dāng)時(shí)才能發(fā)生B.單縫衍射圖樣的中央明紋亮度最高，兩側(cè)衍射條紋的亮度均勻分布C.光柵衍射是單縫衍射和多個(gè)縫干涉的綜合效果，其衍射圖樣中主極大的亮度比單縫衍射中央明紋更亮D.圓孔衍射產(chǎn)生泊松亮斑，表明光具有波動(dòng)性3.在邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)中，若入射光是單色光，移動(dòng)可動(dòng)反射鏡M的過(guò)程中，觀察到視場(chǎng)中的干涉條紋移動(dòng)了N條，則反射鏡M移動(dòng)的距離為（）。A.Nλ/2B.NλC.2NλD.Nλ/44.下列光學(xué)元件中，不屬于偏振元件的是（）。A.偏振片B.半波片C.納米薄膜D.棱鏡5.自然光依次通過(guò)偏振片P1和P2，若P1固定，要使通過(guò)P2的光強(qiáng)最小，則P2相對(duì)于P1的偏振化方向應(yīng)旋轉(zhuǎn)（）。A.0°B.30°C.45°D.90°6.一束光從空氣射入折射率為n的介質(zhì)，發(fā)生全反射的條件是（）。A.光從介質(zhì)射向空氣B.入射角等于布儒斯特角C.入射角大于臨界角D.入射角小于臨界角7.分光計(jì)是一種精密光學(xué)儀器，其主要作用是精確測(cè)量（）。A.光的強(qiáng)度B.光的波長(zhǎng)C.光的偏振態(tài)D.光的傳播時(shí)間8.在測(cè)量玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，若作圖法得到入射光線和折射光線的關(guān)系圖線是一條直線，則說(shuō)明（）。A.實(shí)驗(yàn)操作完全正確B.該玻璃磚材質(zhì)均勻透明C.測(cè)量過(guò)程中沒(méi)有誤差D.入射角與折射角成正比9.用單色光垂直照射衍射光柵，當(dāng)光柵常數(shù)（a+b）減小時(shí)，衍射條紋將（）。A.變疏B.變密C.不變D.可能變疏也可能變密，取決于光的波長(zhǎng)10.測(cè)量某一待測(cè)透鏡的焦距，若采用物距像距法，發(fā)現(xiàn)透鏡存在厚度，則測(cè)量結(jié)果將（）。A.總是偏大B.總是偏小C.可能偏大也可能偏小D.與透鏡厚度無(wú)關(guān)二、填空題（每小題4分，共40分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.在光的干涉現(xiàn)象中，產(chǎn)生相干條件的關(guān)鍵是光源滿足______和______。2.單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)單縫寬度變窄時(shí)，中央明紋的寬度將______，亮度將______。3.邁克爾遜干涉儀的一個(gè)反射鏡移動(dòng)了0.233mm，若用鈉光燈（λ=589.3nm）照射，觀察到視場(chǎng)中干涉條紋移動(dòng)了1000條，則該鈉光燈的波長(zhǎng)______nm。4.一束光強(qiáng)為I0的自然光通過(guò)偏振片P1后，再通過(guò)偏振片P2，若P1和P2的偏振化方向相互垂直，則通過(guò)P2的光強(qiáng)為_(kāi)_____。若P1和P2的偏振化方向成45°角，則通過(guò)P2的光強(qiáng)為_(kāi)_____。5.光從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)，發(fā)生全反射的臨界角θc滿足關(guān)系式______，其中sinθc=______。6.使用分光計(jì)時(shí)，為精確測(cè)量角度，通常需要調(diào)節(jié)載物臺(tái)和望遠(yuǎn)鏡，使其分別達(dá)到______和______狀態(tài)。7.在測(cè)量棱鏡折射率的實(shí)驗(yàn)中，通常需要測(cè)量入射角θi和折射角θr，然后利用公式n=______計(jì)算折射率。8.光柵衍射方程（dsinθ=kλ）中，d代表______，θ代表______，k為衍射級(jí)數(shù)。9.在光學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，多次測(cè)量的平均值可以______隨機(jī)誤差，標(biāo)準(zhǔn)偏差可以______測(cè)量結(jié)果的離散程度。10.薄膜干涉中，若薄膜厚度均勻，觀察到的干涉圖樣通常是______（填“等傾干涉”或“等厚干涉”）。三、計(jì)算題（每小題10分，共30分。請(qǐng)寫出必要的公式、代入數(shù)據(jù)、計(jì)算過(guò)程和結(jié)果。）1.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d=0.5mm，雙縫到屏幕距離D=1m，使用波長(zhǎng)λ=500nm的單色光照射，求屏幕上相鄰兩條明紋之間的距離。2.用鈉光燈（λ=589.3nm）垂直照射一衍射光柵，測(cè)得第二級(jí)主極大的衍射角為28°，求該光柵的光柵常數(shù)。3.在測(cè)量凸透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)中，采用物距像距法，測(cè)得物距u=30.0cm，像距v=60.0cm，已知透鏡厚度b=2.0mm，求該透鏡的焦距（不考慮球面像差）。四、簡(jiǎn)答題（每小題10分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述邁克爾遜干涉儀的主要組成部分及其作用。2.簡(jiǎn)述使用分光計(jì)測(cè)量棱鏡折射率的實(shí)驗(yàn)原理和主要步驟。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.C5.D6.C7.B8.B9.A10.C二、填空題1.相同的頻率；恒定的相位差（或相干）2.變寬；變暗3.589.34.I0/4；I0/25.n1/n2；n2/n16.水平；豎直（或正交）7.sinθr/sinθi8.光柵常數(shù)；衍射角9.減?。槐硎?0.等厚干涉三、計(jì)算題1.解：Δx=Dλ/d=1m*500nm/0.5mm=1m*500*10^-9m/0.5*10^-3m=0.1m=10cm答：相鄰兩條明紋之間的距離為10cm。2.解：根據(jù)光柵衍射方程dsinθ=kλ，對(duì)于第二級(jí)主極大（k=2），d=kλ/sinθ=2*589.3nm/sin28°=1.15*10^-6m=1150μm答：該光柵的光柵常數(shù)為1150μm。3.解：根據(jù)高斯公式1/f=1/u+1/v，忽略透鏡厚度影響時(shí)，f'=1/(1/30.0cm+1/60.0cm)=1/(1/30.0*10^-2m+1/60.0*10^-2m)=1/(1/0.3m+1/0.6m)=1/(3.33*10^-1m^-1+1.67*10^-1m^-1)=1/5.0*10^-1m^-1=0.2m=20.0cm答：該透鏡的焦距為20.0cm。四、簡(jiǎn)答題1.答：邁克爾遜干涉儀主要由光源S、分束鏡G（半透半反鏡）、兩個(gè)反射鏡M1和M2、補(bǔ)償板P以及觀測(cè)系統(tǒng)（如屏幕或光電探測(cè)器）組成。分束鏡G將入射光束分為強(qiáng)度相等的兩束，分別射向反射鏡M1和M2，兩束光經(jīng)反射后再射回分束鏡G，最后匯合到達(dá)觀測(cè)系統(tǒng)。M1和M2相互垂直，且M1可沿垂直于光路的方向移動(dòng)。其作用是產(chǎn)生兩束相干光，并通過(guò)改變M1或M2的位置（即改變兩束光的光程差）來(lái)觀察干涉條紋的移動(dòng)。2.答：實(shí)驗(yàn)原理基于折射定律和光的反射。將待測(cè)棱鏡置于分光計(jì)載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)載物臺(tái)使棱鏡主截面垂直于分光計(jì)主軸。用單色光源照射棱鏡，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡分別對(duì)準(zhǔn)棱鏡的入射面和出射面，精確測(cè)量光線在入射面和出射面的入射角θi和折射角θr。根據(jù)折射定律