物理光学章节试题及答案大全

物理光学章节试题及答案大全

一、单选题（每题2分，共20分）

1.光的干涉现象表明（）A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光速是恒定的D.光与物质相互作用【答案】B【解析】光的干涉是波特有的现象，表明光具有波动性

2.在杨氏双缝干涉实验中，若用白光光源替换单色光，则干涉条纹的变化是（）A.条纹变密B.条纹变疏C.条纹消失D.条纹间距不变【答案】A【解析】白光包含多种波长的光，不同波长的光干涉条纹间距不同，导致整体条纹变密

3.光的衍射现象说明（）A.光沿直线传播B.光的传播速度有限C.光具有波动性D.光与电磁场有关【答案】C【解析】光的衍射是波绕过障碍物的现象，表明光具有波动性

4.光栅衍射实验中，若增大入射光波长，则衍射条纹的变化是（）A.条纹变密B.条纹变疏C.条纹亮度增加D.条纹间距不变【答案】B【解析】光栅方程dsinθ=kλ，增大λ导致sinθ增大，条纹间距变疏

5.偏振现象表明（）A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光速是恒定的D.光与物质相互作用【答案】B【解析】偏振是横波特有的现象，表明光具有波动性

6.自然光通过偏振片后的光称为（）A.自然光B.偏振光C.散射光D.反射光【答案】B【解析】自然光通过偏振片后变为偏振光

7.马吕斯定律描述的是（）A.光的干涉强度B.光的衍射强度C.偏振光的强度D.光的传播速度【答案】C【解析】马吕斯定律描述偏振光通过偏振片后的强度变化

8.光的相干条件包括（）A.光强相等B.频率相同C.相位差恒定D.光源面积足够小【答案】B、C【解析】光的相干条件是频率相同且相位差恒定

9.衍射极限是指（）A.光的波长B.光的衍射角度C.物镜的分辨率D.光的传播速度【答案】C【解析】衍射极限描述物镜的分辨率极限

10.全息照相利用的是（）A.光的干涉B.光的衍射C.光的偏振D.光的反射【答案】A【解析】全息照相利用光的干涉记录和重建图像

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些现象是光的波动性表现？（）A.光的干涉B.光的衍射C.光的偏振D.光电效应E.光的反射【答案】A、B、C【解析】光的干涉、衍射和偏振是波动性表现，光电效应和反射是粒子性表现

2.光栅衍射实验中，影响衍射条纹的因素包括（）A.光栅密度B.入射光波长C.衍射角度D.光源强度E.物镜质量【答案】A、B、C【解析】光栅方程dsinθ=kλ，光栅密度、入射光波长和衍射角度影响条纹

3.偏振现象的应用包括（）A.偏振眼镜B.液晶显示器C.立体电影D.全息照相E.光电效应【答案】A、B、C【解析】偏振眼镜、液晶显示器和立体电影利用偏振现象，全息照相利用干涉，光电效应利用粒子性

4.光的相干条件包括（）A.光强相等B.频率相同C.相位差恒定D.光源面积足够小E.光源亮度足够【答案】B、C【解析】光的相干条件是频率相同且相位差恒定

5.全息照相的特点包括（）A.三维图像B.高分辨率C.可多次再现D.对光源要求高E.易于复制【答案】A、B、C【解析】全息照相可记录三维图像，具有高分辨率且可多次再现，但对光源要求高且不易复制

三、填空题（每题4分，共20分）

1.光的干涉现象中，两束光波必须满足相干条件，即频率相同且相位差恒定

2.光栅衍射实验中，光栅方程为dsinθ=kλ，其中d为光栅密度，θ为衍射角度，λ为入射光波长，k为衍射级数

3.偏振现象是横波特有的现象，表明光具有波动性

4.马吕斯定律描述偏振光通过偏振片后的强度变化，公式为I=I₀cos²α，其中I₀为入射光强度，α为偏振片透振方向与偏振光振动方向之间的夹角

5.全息照相利用光的干涉记录和重建图像，可以记录三维图像并具有高分辨率

四、判断题（每题2分，共10分）

1.自然光是沿各个方向振动方向均匀分布的光（）【答案】（√）【解析】自然光沿各个方向振动方向均匀分布

2.光的衍射是光绕过障碍物的现象，表明光具有波动性（）【答案】（√）【解析】光的衍射是波绕过障碍物的现象，表明光具有波动性

3.偏振光是振动方向沿某一特定方向的光（）【答案】（√）【解析】偏振光是振动方向沿某一特定方向的光

4.全息照相可以记录三维图像，但无法多次再现（）【答案】（×）【解析】全息照相可以记录三维图像且可多次再现

5.光栅衍射实验中，增大入射光波长会导致衍射条纹变密（）【答案】（×）【解析】增大入射光波长会导致衍射条纹变疏

五、简答题（每题5分，共10分）

1.简述光的干涉现象及其条件【答案】光的干涉是两束或多束光波叠加时，某些区域光强增强，某些区域光强减弱的现象光的干涉条件包括相干条件，即频率相同且相位差恒定

2.简述偏振现象及其应用【答案】偏振现象是横波特有的现象，表明光具有波动性偏振现象的应用包括偏振眼镜、液晶显示器和立体电影等

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析杨氏双缝干涉实验的原理及其影响因素【答案】杨氏双缝干涉实验原理单色光通过两个狭缝后，两束光波叠加形成干涉条纹影响因素包括双缝间距、屏幕距离、入射光波长等双缝间距越小，屏幕距离越远，入射光波长越长，干涉条纹越密

2.分析光栅衍射实验的原理及其应用【答案】光栅衍射实验原理光通过光栅时，不同波长的光在不同角度衍射，形成衍射条纹应用包括光谱分析、光波长测量等光栅密度、入射光波长和衍射角度影响衍射条纹

七、综合应用题（每题20分，共20分）

1.某实验中，使用光栅进行衍射实验，光栅密度为5000条/mm，入射光波长为

589.3nm，求第一级衍射条纹的衍射角度【答案】光栅方程为dsinθ=kλ，其中d=1/5000mm=2×10⁻⁶m，λ=

589.3nm=

589.3×10⁻⁹m，k=1代入公式得sinθ=1×

589.3×10⁻⁹m/2×10⁻⁶m=

0.29465，θ=arcsin

0.29465≈

17.15°第一级衍射条纹的衍射角度约为

17.15°---完整标准答案

一、单选题

1.B

2.A

3.C

4.B

5.B

6.B

7.C

8.B、C

9.C

10.A

二、多选题

1.A、B、C

2.A、B、C

3.A、B、C

4.B、C

5.A、B、C

三、填空题

1.频率相同且相位差恒定

2.dsinθ=kλ

3.横波特有的现象，表明光具有波动性

4.I=I₀cos²α

5.利用光的干涉记录和重建图像

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（√）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.光的干涉是两束或多束光波叠加时，某些区域光强增强，某些区域光强减弱的现象光的干涉条件包括相干条件，即频率相同且相位差恒定

2.偏振现象是横波特有的现象，表明光具有波动性偏振现象的应用包括偏振眼镜、液晶显示器和立体电影等

六、分析题

1.杨氏双缝干涉实验原理单色光通过两个狭缝后，两束光波叠加形成干涉条纹影响因素包括双缝间距、屏幕距离、入射光波长等双缝间距越小，屏幕距离越远，入射光波长越长，干涉条纹越密

2.光栅衍射实验原理光通过光栅时，不同波长的光在不同角度衍射，形成衍射条纹应用包括光谱分析、光波长测量等光栅密度、入射光波长和衍射角度影响衍射条纹

七、综合应用题

1.光栅方程为dsinθ=kλ，其中d=1/5000mm=2×10⁻⁶m，λ=

589.3nm=

589.3×10⁻⁹m，k=1代入公式得sinθ=1×

589.3×10⁻⁹m/2×10⁻⁶m=

0.29465，θ=arcsin

0.29465≈

17.15°第一级衍射条纹的衍射角度约为

17.15°。