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光学测量复习试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.在理想成像条件下，透镜能够将物体的哪个光学量无失真地传递给像？

A.光强

B.相位

C.波前形状

D.色度

2.下列哪种光学现象是相干性好的典型表现？

A.色散

B.衍射

C.干涉

D.折射

3.在杨氏双缝干涉实验中，若使屏幕上的干涉条纹间距增大，可以采取的方法是？

A.减小双缝间距

B.使用波长更短的光

C.增大双缝到屏幕的距离

D.以上所有方法均可

4.光学系统中，用于限制光束孔径、消除多余光线的光学元件是？

A.透镜

B.光阑

C.滤光片

D.分束器

5.光电倍增管与光敏二极管相比，其主要优点是？

A.工作频率更高

B.光谱响应范围更广

C.暗电流更小

D.灵敏度极高

6.在迈克尔逊干涉仪中，若动镜M移动距离为λ/2，则视场中干涉条纹将？

A.移动一条

B.移动半条

C.完全消失

D.不发生移动

7.傅里叶变换光谱仪的核心原理是基于光的？

A.干涉

B.衍射

C.偏振

D.相干叠加

8.衡量光学系统成像质量好坏的重要指标是？

A.焦距

B.数值孔径

C.分辨率

D.光学透过率

9.测量不确定度评定中，A类评定的依据是？

A.实验室校准证书

B.多次重复测量结果的统计分布

C.检定规程要求

D.专家经验判断

10.下列哪种测量方法属于非接触式测量？

A.伏安法测量电阻

B.千分尺测量尺寸

C.光学干涉测量长度

D.天平称量质量

二、填空题

1.几何光学基于光的_______假设，研究光在均匀介质中的传播规律。

2.光的衍射现象表明光具有_______性。

3.两束光能发生干涉的条件是它们必须满足相干条件，即具有相同的_______和恒定的_______差。

4.光学系统的阿贝成像定理指出，系统的色差决定了其能够分辨的最小_______。

5.光敏电阻的阻值随光照强度的增强而_______。

6.傅里叶变换光谱技术可以将复杂的光谱信号在_______域和_______域之间进行转换。

7.在光学测量中，常用的相位测量方法有_______和_______。

8.测量结果与被测量真值之差称为_______。

9.光束通过光阑孔径时，其光强会遵循_______定律。

10.光学传递函数（OTF）是描述光学系统成像质量的_______函数，它包含了系统的_______衰减和_______模糊信息。

三、名词解释

1.波前

2.光学相干性

3.分辨率

4.测量不确定度

四、简答题

1.简述几何光学中的费马原理及其物理意义。

2.简述杨氏双缝干涉实验的装置原理及主要现象。

3.解释什么是光束质量，并简述其主要评价指标。

4.简述光电探测器的基本工作原理及其主要类型。

5.简述测量不确定度评定中A类评定和B类评定的主要区别。

五、计算题

1.(10分)一物体放在焦距为50mm的薄凸透镜前50mm处，求像的位置、放大率，并判断像是实像还是虚像。

2.(10分)在迈克尔逊干涉仪中，若动镜M移动了0.1mm，观察到干涉条纹移动了100条，求所用光波的波长。

3.(10分)已知某光电二极管在光照强度为1000lux时，输出光电流为10μA；在光照强度为500lux时，输出光电流为5μA。假设光照强度与光电流成线性关系，求该光电二极管的响应度（单位：A/W），并估算在200lux光照强度下的输出光电流。(假设光子能量为1.5eV，普朗克常数h=6.63x10^-34J·s，光速c=3x10^8m/s)

4.(10分)对一个长度进行5次测量，结果分别为：10.02mm,10.05mm,10.03mm,10.04mm,10.06mm。计算测量结果的平均值、标准偏差，并估算其测量不确定度（假设仪器误差可忽略，采用B类评定，不确定度取仪器允差的一半，即0.005mm）。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.C

3.C

4.B

5.D

6.A

7.A

8.C

9.B

10.C

二、填空题

1.