大學(xué)物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用題試題及真題考試時(shí)長：120分鐘滿分：100分班級：__________姓名：__________學(xué)號：__________得分：__________試卷名稱：大學(xué)物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用題試題及真題考核對象：大學(xué)物理專業(yè)學(xué)生、相關(guān)專業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）總分20分-單選題（總共10題，每題2分）總分20分-多選題（總共10題，每題2分）總分20分-案例分析（總共3題，每題6分）總分18分-論述題（總共2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.分光計(jì)在使用前必須進(jìn)行調(diào)平，否則測量結(jié)果會因角度偏差產(chǎn)生較大誤差。2.光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，所有透鏡的通光口徑應(yīng)盡可能大，以減少衍射效應(yīng)。3.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距越小，干涉條紋間距越大。4.光柵衍射時(shí)，衍射級次越高，譜線越亮。5.偏振片只能用于可見光，對紅外光無效。6.全息照相記錄的是光的振幅和相位信息，因此需要相干光源。7.光纖通信中，信號衰減主要來源于材料吸收和散射。8.激光干涉儀的精度受環(huán)境振動影響較大，因此需安裝在隔振臺上。9.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，入射光頻率越高，光電子最大動能越大。10.法布里-珀羅干涉儀的精細(xì)度與反射膜反射率成正比。二、單選題（每題2分，共20分）1.在邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)中，若動鏡移動距離為λ/2，則干涉條紋移動的數(shù)量為（）。A.1條B.2條C.0.5條D.4條2.光柵衍射方程d(sinθ?-sinθ?)=kλ中，d代表（）。A.光源波長B.光柵常數(shù)C.衍射級次D.入射角3.偏振片透振方向相互垂直的兩個偏振片之間，透射光強(qiáng)為0，這種現(xiàn)象稱為（）。A.色散B.雙折射C.馬呂斯定律D.布儒斯特角4.全息照相中，記錄介質(zhì)需要（）。A.透射式B.反射式C.相干性D.不可見光5.光纖通信中，常用的單模光纖適用于（）。A.短距離傳輸B.長距離傳輸C.低帶寬應(yīng)用D.高損耗環(huán)境6.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若雙縫間距增大，則（）。A.條紋間距減小B.條紋間距增大C.條紋亮度增強(qiáng)D.條紋消失7.法布里-珀羅干涉儀的譜線銳度與（）。A.反射率成正比B.反射率成反比C.距離成正比D.距離成反比8.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，截止電壓與（）。A.入射光強(qiáng)度成正比B.入射光頻率成正比C.入射光波長成正比D.光電子數(shù)成正比9.偏振光的振動方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，其偏振態(tài)可能是（）。A.線偏振B.圓偏振C.橢圓偏振D.以上皆可10.光纖通信中，信號衰減的主要原因是（）。A.電磁干擾B.材料吸收C.連接損耗D.光源老化三、多選題（每題2分，共20分）1.影響楊氏雙縫干涉條紋的因素包括（）。A.雙縫間距B.屏幕距離C.光源波長D.光源強(qiáng)度E.環(huán)境振動2.光柵衍射的零級譜線（）。A.位于中心位置B.對應(yīng)sinθ?=0C.光強(qiáng)最強(qiáng)D.與光柵常數(shù)無關(guān)E.可用于光譜分析3.偏振光的產(chǎn)生方式包括（）。A.自然光通過偏振片B.雙折射現(xiàn)象C.激光輻射D.反射光E.散射光4.全息照相的記錄過程需要（）。A.相干光源B.記錄介質(zhì)C.參考光D.物光E.顯微鏡5.光纖通信的優(yōu)勢包括（）。A.傳輸距離遠(yuǎn)B.抗電磁干擾C.信號衰減小D.傳輸速率高E.成本低廉6.邁克爾遜干涉儀的典型應(yīng)用包括（）。A.測量波長B.測量折射率C.精密長度測量D.光源穩(wěn)定性測試E.偏振態(tài)分析7.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象包括（）。A.光電子最大動能與頻率成正比B.存在截止頻率C.光強(qiáng)影響光電子數(shù)D.光電子動能與波長成正比E.需要足夠高的光強(qiáng)8.法布里-珀羅干涉儀的譜線特點(diǎn)包括（）。A.譜線銳度高B.對應(yīng)高反射率膜C.干涉條紋間距小D.可用于高分辨率光譜E.對環(huán)境振動敏感9.偏振光的檢測方法包括（）。A.偏振片B.波片C.檢偏器D.光電探測器E.全息干涉10.光纖通信的損耗來源包括（）。A.材料吸收B.彎曲損耗C.連接損耗D.模式色散E.電磁干擾四、案例分析（每題6分，共18分）1.案例：楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)裝置某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，使用鈉光燈（λ=589.3nm）照射雙縫，雙縫間距d=0.5mm，屏幕距離L=1m。實(shí)驗(yàn)中觀察到干涉條紋間距為1.2mm。請回答：（1）計(jì)算雙縫到屏幕的距離L是否合理？（2）若要使條紋間距增大一倍，應(yīng)如何調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)？2.案例：光柵衍射實(shí)驗(yàn)?zāi)硨?shí)驗(yàn)使用光柵常數(shù)d=1.0μm的光柵進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)，光源為白光（波長范圍400-700nm）。實(shí)驗(yàn)中觀察到第三級光譜中紅光（λ=700nm）與紫光（λ=400nm）的衍射角分別為θ?和θ?'。請回答：（1）計(jì)算紅光和紫光的衍射角θ?和θ?'。（2）若改用λ=500nm的單色光，能否觀察到完整的第三級光譜？3.案例：光纖通信系統(tǒng)某光纖通信系統(tǒng)使用單模光纖，傳輸距離為50km，信號衰減為0.2dB/km。為滿足信號質(zhì)量要求，需在系統(tǒng)中加入光放大器。請回答：（1）計(jì)算總信號衰減是多少dB？（2）若光放大器的增益為20dB，是否滿足要求？若不滿足，需增加多少個放大器？五、論述題（每題11分，共22分）1.論述題：偏振光的產(chǎn)生與檢測詳細(xì)論述偏振光的產(chǎn)生方式（自然光、線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光），并說明如何使用偏振片和波片檢測不同偏振態(tài)的光。2.論述題：全息照相的原理與應(yīng)用闡述全息照相的記錄原理（物光與參考光的干涉），并說明其在精密測量、防偽、三維顯示等領(lǐng)域的應(yīng)用。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.√2.×（透光口徑需匹配實(shí)驗(yàn)需求，過大會增加雜散光）3.×（間距越小，條紋間距越?。?.×（高級次譜線亮度減弱）5.×（對紅外光同樣有效）6.√7.√8.√9.√10.√二、單選題1.A2.B3.C4.A5.B6.A7.A8.B9.D10.B三、多選題1.ABC2.ABC3.ABCDE4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABC8.ABD9.ABC10.ABCD四、案例分析1.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)（1）條紋間距公式：Δx=(λL)/d=(589.3×10??×1)/(0.5×10?3)=1.178mm，實(shí)驗(yàn)值1.2mm接近理論值，L合理。（2）增大間距d或減小L，條紋間距增大。2.光柵衍射實(shí)驗(yàn)（1）θ?=arcsin(3×700×10??/1.0×10??)=21°；θ?'=arcsin(3×400×10??/1.0×10??)=12°。（2）λ=500nm時(shí)，θ?=arcsin(3×500×10??/1.0×10??)=17°，紅光和紫光不重疊，可觀察到完整光譜。3.光纖通信系統(tǒng)（1）總衰減=50×0.2=10dB。（2）放大器增益20dB，需1個放大器（10/20>1，但需考慮實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量）。五、論述題1.偏振光的產(chǎn)生與檢測-產(chǎn)生方式：自然光經(jīng)偏振片產(chǎn)生線偏振光；圓偏振光由線偏振光通過1/4波片產(chǎn)生；橢圓偏振光由線偏振光通過1/2波片產(chǎn)生。-檢測方法：-線偏振光：通過偏振片旋轉(zhuǎn)觀察光強(qiáng)變化，最大/最小光強(qiáng)處透振方向垂直。-圓偏振光：通