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工程光学(下篇物理光学)试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。在每小题列出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的，请将正确选项字母填在题后的括号内）

1.在杨氏双缝干涉实验中，若用白光光源替换单色光光源，则在屏幕上观察到的现象是（）。

A.干涉条纹消失

B.干涉条纹变密

C.出现彩色条纹

D.干涉条纹变疏

2.下列哪种光学元件会引起光的衍射现象？（）

A.平面镜

B.透镜

C.小圆孔

D.光滑的反射面

3.在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大入射单色光的波长，则衍射花样的中央亮纹宽度将（）。

A.变大

B.变小

C.不变

D.先变大后变小

4.下列关于半波损失的说法中，正确的是（）。

A.光从光疏介质射向光密介质时，在界面反射时会产生半波损失

B.光从光密介质射向光疏介质时，在界面反射时会产生半波损失

C.所有反射光都会有半波损失

D.透射光都不会有半波损失

5.自然光以布儒斯特角入射到透明介质表面时，反射光和折射光之间的夹角是（）。

A.0°

B.30°

C.45°

D.90°

6.一束光通过偏振片后，其光强（）。

A.一定增强

B.一定减弱

C.保持不变

D.无法确定

7.在迈克尔逊干涉仪中，若反射镜M2移动距离为λ/2，则干涉条纹将（）。

A.向同侧移动λ/2

B.向同侧移动λ

C.向同侧移动λ/4

D.不动

8.光的干涉和衍射现象说明（）。

A.光是粒子

B.光是波

C.光具有量子性

D.光的传播速度是恒定的

9.下列哪个量是描述偏振光性质的？（）

A.光强

B.频率

C.偏振方向

D.波长

10.光的衍射现象中，能够产生相干条件的条件是（）。

A.光源必须是非点光源

B.光源必须是单色光

C.光源必须是激光

D.光源必须是相干光源

二、填空题（每小题2分，共20分。请将答案填写在题中的横线上）

1.在杨氏双缝干涉实验中，屏幕到双缝的距离为D，双缝间距为d，入射单色光波长为λ，则相邻亮纹（或暗纹）之间的距离Δx=__________。

2.光的衍射现象是指光在传播过程中遇到障碍物时，能够_______传播的现象。

3.单缝夫琅禾费衍射实验中，当缝宽a减小时，中央亮纹的宽度将_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

4.光从空气射入折射率为n的介质，当入射角i满足_______时，反射光是完全偏振的。

5.光的偏振现象表明光是一种_______光。

6.迈克尔逊干涉仪利用了光的_______原理产生干涉。

7.在光的干涉现象中，产生相干条件的关键是光源满足_______和_______两个条件。

8.光的衍射现象中，衍射孔（或缝）的尺寸与波长相比_______时，衍射现象才比较明显。

9.布儒斯特角是指入射光线以该角度入射时，反射光是完全偏振的，此时反射光线与折射光线之间的夹角为_______。

10.描述光振动方向在垂直于光传播方向的平面内分布情况称为_______。

三、计算题（每小题10分，共30分）

1.在杨氏双缝干涉实验中，使用波长为589.3nm的单色光，双缝间距为0.5mm，屏幕到双缝的距离为1m。求：（1）屏上相邻亮纹（或暗纹）的间距；（2）屏上第5级亮纹的位置。

2.一束单色平行光垂直入射到宽度为a=0.1mm的单缝上，在缝后放一焦距为f=1m的透镜，在透镜焦平面处的屏幕上观察到衍射图样。若屏幕上中央亮纹一侧的第三级暗纹位置离中央亮纹中心为5mm，求该单色光的波长。

3.一束自然光以60°的入射角射向一偏振片，偏振片的偏振化方向与入射光线的偏振方向的夹角为30°。求：（1）透射光强与入射光强的比值；（2）若在偏振片后面再插入另一个偏振片，其偏振化方向与第一个偏振片的偏振化方向垂直，求最终的透射光强与入射光强的比值。

四、简答题（每小题10分，共20分）

1.简述获得相干光的几种方法。

2.解释什么是光的偏振，并说明自然光和偏振光的区别。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.C

3.A

4.B

5.D

6.D

7.C

8.B

9.C

10.D

二、填空题

1.