2026年光的相干性與時間空間相干度試題含答案一、單選題（共10題，每題2分）說明：每題只有一個正確答案。1.在相干光的條件中，以下哪個物理量是相干性的主要判據(jù)？A.光強B.相位差C.波長D.傳播速度2.楊氏雙縫實驗中，若雙縫間距增大，干涉條紋間距將如何變化？A.變大B.變小C.不變D.無法確定3.光源的孔徑越大，其時間相干性如何變化？A.越好B.越差C.不變D.不確定4.在激光光源中，時間相干性主要取決于？A.光源孔徑B.譜線寬度C.輸出功率D.光束直徑5.空間相干性的物理意義是？A.光源橫向尺寸的影響B(tài).光源時間穩(wěn)定性的影響C.光源強度的影響D.光源偏振態(tài)的影響6.對于擴展光源，其空間相干長度與光源孔徑的關(guān)系是？A.成正比B.成反比C.無關(guān)D.平方關(guān)系7.傅里葉變換光學(xué)中，空間相干性對成像質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在？A.像差B.分辨率C.色差D.光強8.以下哪種光源具有最好的時間相干性？A.白熾燈B.激光器C.熒光燈D.發(fā)光燈9.在相干干涉實驗中，若光源的譜線寬度為Δν，則相干時間τc為？A.1/ΔνB.ΔνC.1/2ΔνD.2Δν10.空間相干性的判據(jù)公式為？A.β=λLB.β=λ/2LC.β=L/λD.β=2λL二、多選題（共5題，每題3分）說明：每題有多個正確答案，少選、多選或錯選均不得分。1.影響光源時間相干性的因素包括？A.光源譜線寬度B.光源孔徑C.光源亮度D.光源傳播距離2.空間相干性的應(yīng)用包括？A.全息照相B.傅里葉變換光學(xué)C.激光測距D.光束整形3.楊氏雙縫實驗中，以下哪些條件能提高干涉條紋可見度？A.增大雙縫間距B.增大光源孔徑C.減小光源孔徑D.增大光源譜線寬度4.激光光源的時間相干性優(yōu)于普通光源的原因是？A.譜線寬度極窄B.光源孔徑小C.光源時間穩(wěn)定性高D.光源亮度大5.空間相干性的判據(jù)β與哪些因素有關(guān)？A.光源孔徑B.光源波長C.光源傳播距離D.光源光譜范圍三、判斷題（共10題，每題1分）說明：請判斷下列說法的正誤。1.相干光源必須滿足頻率相同、相位差恒定的條件。（正確/錯誤）2.擴展光源的空間相干性總是比點光源差。（正確/錯誤）3.激光光源的時間相干性與其譜線寬度成反比。（正確/錯誤）4.空間相干性主要影響光的衍射現(xiàn)象。（正確/錯誤）5.相干時間與相干長度成正比。（正確/錯誤）6.楊氏雙縫實驗中，雙縫越靠近，干涉條紋越密。（正確/錯誤）7.光源的孔徑越大，其時間相干性越好。（正確/錯誤）8.空間相干性的判據(jù)公式為β=λL。（正確/錯誤）9.激光光源的時間相干性主要取決于其時間穩(wěn)定性。（正確/錯誤）10.擴展光源的空間相干性與其孔徑無關(guān)。（正確/錯誤）四、填空題（共10題，每題1分）說明：請根據(jù)題意填寫正確答案。1.光源的時間相干性用__________來衡量，其物理意義是光源在__________內(nèi)相位保持恒定的能力。（答案：相干時間，時間）2.空間相干性的判據(jù)公式為__________，其中λ為__________，L為__________。（答案：β=λL，光源波長，光源傳播距離）3.楊氏雙縫實驗中，干涉條紋間距Δy與雙縫間距d、光源波長λ和屏幕距離D的關(guān)系為__________。（答案：Δy=λD/d）4.激光光源的時間相干性遠(yuǎn)優(yōu)于普通光源，主要原因是其譜線寬度__________。（答案：極窄）5.空間相干性對全息照相的影響主要體現(xiàn)在__________的干涉條紋質(zhì)量。（答案：全息圖）6.相干時間τc與譜線寬度Δν的關(guān)系為__________。（答案：τc=1/Δν）7.擴展光源的空間相干性與其孔徑Ap的關(guān)系為__________。（答案：β∝1/Ap）8.傅里葉變換光學(xué)中，空間相干性影響__________的分辨率。（答案：成像）9.激光光源的時間相干性主要取決于其__________。（答案：譜線寬度）10.空間相干性的物理意義是光源在__________方向上的相干能力。（答案：橫向）五、簡答題（共5題，每題5分）說明：請根據(jù)題意簡要回答問題。1.簡述光源時間相干性的物理意義及其影響因素。2.解釋空間相干性的概念，并說明其與擴展光源的關(guān)系。3.楊氏雙縫實驗中，若光源孔徑增大，干涉條紋可見度會發(fā)生什么變化？為什么？4.激光光源的時間相干性優(yōu)于普通光源的原因是什么？5.空間相干性對全息照相有什么影響？如何提高全息圖的相干性？六、計算題（共5題，每題10分）說明：請根據(jù)題意進(jìn)行計算并寫出詳細(xì)步驟。1.已知楊氏雙縫實驗中，光源波長λ=550nm，雙縫間距d=0.5mm，屏幕距離D=1m。求干涉條紋的間距Δy。2.光源孔徑Ap=2mm，光源波長λ=632.8nm，求空間相干長度Lc。3.激光光源的譜線寬度Δν=10^9Hz，求其相干時間τc。4.擴展光源的孔徑Ap=1cm，光源波長λ=500nm，求其空間相干性判據(jù)β。5.在傅里葉變換光學(xué)中，光源波長λ=400nm，空間相干長度Lc=1m，求光源傳播距離L。答案與解析一、單選題答案1.B2.B3.B4.B5.A6.B7.B8.B9.A10.A解析：1.相干性的主要判據(jù)是相位差恒定，故選B。5.空間相干性描述的是光源橫向尺寸對干涉的影響，故選A。6.空間相干長度與光源孔徑成反比，孔徑越大，相干長度越短，故選B。二、多選題答案1.A,B2.A,B,D3.A,C4.A,C5.A,B,C解析：1.時間相干性受譜線寬度和孔徑影響，故選A,B。2.空間相干性應(yīng)用于全息、傅里葉光學(xué)和光束整形，故選A,B,D。三、判斷題答案1.正確2.正確3.正確4.正確5.錯誤（相干時間與相干長度成反比）6.正確7.錯誤（孔徑越大，時間相干性越差）8.正確9.正確10.錯誤（空間相干性與孔徑成反比）解析：5.相干時間與相干長度成反比，故錯誤。7.擴展光源的時間相干性與其孔徑成反比，孔徑越大，相干性越差，故錯誤。四、填空題答案1.相干時間，時間2.β=λL，光源波長，光源傳播距離3.Δy=λD/d4.極窄5.全息圖6.τc=1/Δν7.β∝1/Ap8.成像9.譜線寬度10.橫向五、簡答題答案1.光源時間相干性：指光源在相干時間τc內(nèi)相位保持恒定的能力，影響光的干涉和衍射現(xiàn)象。影響因素包括譜線寬度和光源孔徑。2.空間相干性：指光源在橫向方向上的相干能力，影響光的衍射和干涉條紋質(zhì)量。擴展光源的空間相干性與其孔徑成反比，孔徑越大，空間相干性越差。3.楊氏雙縫實驗：若光源孔徑增大，干涉條紋可見度降低，因為擴展光源導(dǎo)致相位差不穩(wěn)定，干涉條紋模糊。4.激光光源時間相干性：激光譜線寬度極窄，相干時間長，故時間相干性優(yōu)于普通光源。5.空間相干性對全息圖的影響：空間相干性差會導(dǎo)致全息圖條紋模糊、對比度低。提高相干性的方法包括減小光源孔徑或使用準(zhǔn)直光束。六、計算題答案1.Δy=λD/d=(550×10^-9m×1m)/0.5×10^-3m=1.1×10^-3m=1.1mm2.Lc=λ2/β=λ2/Ap=(632.8×10^-9m)2/(2×10^-3m)≈2.0×10^-4m=0.2mm3.τc=1/Δν=1