2025年大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)B（波動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)操作）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若將雙縫間距增大，則干涉條紋間距將A.增大B.減小C.不變D.無法確定2.用單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置，當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時(shí)，可以觀察到環(huán)狀干涉條紋A.向中心收縮，條紋間距變小B.向中心收縮，條紋間距變大C.向外擴(kuò)張，條紋間距變小D.向外擴(kuò)張，條紋間距變大3.邁克爾遜干涉儀中，當(dāng)動(dòng)鏡移動(dòng)距離為0.5λ時(shí)，干涉條紋將A.移動(dòng)一條B.移動(dòng)半條C.移動(dòng)兩條D.不移動(dòng)4.在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，若將縫寬減小，則衍射條紋的A.中央明紋變窄，其他明紋變寬B.中央明紋變寬，其他明紋變窄C.所有明紋變窄D.所有明紋變寬5.一束自然光通過兩個(gè)偏振片，若兩偏振片的偏振化方向夾角由30°增大到60°，則透過兩偏振片后的光強(qiáng)之比為A.1:2B.1:3C.1:4D.1:96.用劈尖干涉法檢測(cè)工件表面平整度，當(dāng)觀察到干涉條紋向劈尖棱邊彎曲時(shí)，說明工件表面A.有凸起B(yǎng).有凹陷C.平整D.無法確定7.對(duì)于光的偏振現(xiàn)象，以下說法正確的是A.自然光通過偏振片后變?yōu)槠窆釨.偏振光不能再通過偏振片C.只有橫波才有偏振現(xiàn)象D.縱波也有偏振現(xiàn)象8.在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，光柵常數(shù)越小，衍射條紋A.越密集B.越稀疏C.不變D.無法確定9.若要測(cè)量微小角度變化，可選用的干涉儀是A.楊氏雙縫干涉儀B.邁克爾遜干涉儀C.牛頓環(huán)裝置D.劈尖干涉裝置10.光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象的本質(zhì)區(qū)別在于A.干涉是多光束疊加，衍射是單光束傳播B.干涉條紋間距相等，衍射條紋間距不相等C.干涉條紋亮度相同，衍射條紋亮度不同D.干涉和衍射沒有本質(zhì)區(qū)別第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共20分）答題要求：本題共5小題，每空2分。1.光的干涉現(xiàn)象的必要條件是兩束光的頻率______，振動(dòng)方向______，且有恒定的相位差。2.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用波長(zhǎng)為λ的單色光照射，雙縫間距為d，縫到屏的距離為D，則相鄰明紋（或暗紋）的間距為______。3.牛頓環(huán)裝置中，平凸透鏡的曲率半徑越大，干涉條紋越______（填“稀疏”或“密集”）。4.邁克爾遜干涉儀中，若反射鏡M1移動(dòng)距離為Δd，觀察到干涉條紋移動(dòng)了N條，則光的波長(zhǎng)為______。5.一束光強(qiáng)為I0的自然光，相繼通過三個(gè)偏振片P1、P2、P3，P1與P2的偏振化方向夾角為30°；P2與P3的偏振化方向夾角為60°，則通過三個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為______。（二）簡(jiǎn)答題（共15分）答題要求：本題共3小題，每題5分。1.簡(jiǎn)述光的干涉現(xiàn)象的應(yīng)用。2.說明邁克爾遜干涉儀的工作原理及主要應(yīng)用。3.解釋為什么自然光通過偏振片后變?yōu)槠窆狻＃ㄈ?shí)驗(yàn)題（共15分）答題要求：本題共1小題，15分。1.用邁克爾遜干涉儀測(cè)量單色光波長(zhǎng)。已知反射鏡M1移動(dòng)距離為Δd，觀察到干涉條紋移動(dòng)了N條。請(qǐng)寫出測(cè)量波長(zhǎng)的表達(dá)式，并說明測(cè)量過程中的注意事項(xiàng)。（四）材料分析題（共15分）答題要求：本題共3小題，每題5分。閱讀以下材料，回答后面的問題。材料：在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常常會(huì)遇到各種光學(xué)現(xiàn)象。例如，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，我們可以觀察到明暗相間的條紋。這是由于兩束相干光在空間疊加，滿足一定條件時(shí)，光強(qiáng)出現(xiàn)增強(qiáng)和減弱的現(xiàn)象。而在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，也會(huì)出現(xiàn)衍射條紋，其條紋特點(diǎn)與雙縫干涉有所不同。另外，偏振現(xiàn)象在光的傳播中也很重要，它可以幫助我們區(qū)分自然光和偏振光等。1.分析楊氏雙縫干涉條紋和單縫衍射條紋的主要區(qū)別。2.說明偏振現(xiàn)象在實(shí)際生活中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。3.若要在實(shí)驗(yàn)中觀察到更明顯的干涉條紋，可采取哪些措施？（五）綜合應(yīng)用題（共15分）答題要求：本題共1小題，15分。1.用劈尖干涉法測(cè)量細(xì)絲直徑。已知劈尖夾角為θ，波長(zhǎng)為λ的單色光垂直照射劈尖，測(cè)得相鄰明紋間距為l。請(qǐng)推導(dǎo)細(xì)絲直徑d的表達(dá)式，并說明測(cè)量過程中如何減小測(cè)量誤差？答案：第I卷1.B2.A3.A4.D5.C6.B7.AC8.A9.D10.A第II卷（一）填空題1.相同平行2.Δx=λD/d3.稀疏4.λ=2Δd/N5.3I0/16（二）簡(jiǎn)答題1.光的干涉現(xiàn)象可用于測(cè)量微小長(zhǎng)度變化，如用邁克爾遜干涉儀測(cè)波長(zhǎng)、用劈尖干涉測(cè)薄膜厚度等；可用于檢驗(yàn)光學(xué)元件表面平整度；還可用于制作干涉濾光片等。2.工作原理：光源發(fā)出的光經(jīng)分光板分成兩束光，分別經(jīng)反射鏡反射后再相遇疊加產(chǎn)生干涉。主要應(yīng)用：測(cè)量波長(zhǎng)、微小長(zhǎng)度變化、折射率等，還可用于研究光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)等。3.自然光包含各個(gè)方向振動(dòng)的光矢量，偏振片具有特定的偏振化方向，只有沿此方向振動(dòng)的光矢量分量才能通過偏振片，所以自然光通過偏振片后變?yōu)槠窆?。（三）?shí)驗(yàn)題波長(zhǎng)表達(dá)式：λ=2Δd/N。注意事項(xiàng)：反射鏡移動(dòng)過程要緩慢、平穩(wěn)；讀數(shù)要準(zhǔn)確；測(cè)量過程中要保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境穩(wěn)定，避免外界干擾。（四）材料分析題1.楊氏雙縫干涉條紋等間距，單縫衍射條紋中央明紋最寬，兩側(cè)條紋逐漸變窄；雙縫干涉條紋亮度基本相同，單縫衍射條紋中央明紋最亮，兩側(cè)逐漸變暗。2.例如偏光太陽鏡，利用偏振原理減少反射光和眩光，使視野更清晰。3.可減小雙縫間距