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2025年大学物理光学实验考试指导卷

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题3分，共15分）

1.在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（）。

A.入射光波长越长，干涉条纹间距越小。

B.双缝间距越小，干涉条纹间距越大。

C.观察屏离双缝距离越远，干涉条纹间距越大。

D.光强越强，干涉条纹越清晰。

2.迈克尔逊干涉仪利用了光的（）来实现干涉。

A.自然现象

B.衍射现象

C.相干叠加

D.偏振现象

3.在光学元件的透射面镀上增透膜，其主要目的是（）。

A.增加透射光强度

B.增加反射光强度

C.改变光的偏振态

D.改变光的颜色

4.光栅衍射产生主极大的条件是（）。

A.入射光垂直于光栅平面

B.光栅刻痕宽度与缝宽相等

C.光程差为波长的整数倍

D.光栅常数越小，主极大越亮

5.自然光通过偏振片后变成（）。

A.自然光

B.线偏振光

C.圆偏振光

D.椭圆偏振光

二、填空题（每空2分，共20分）

6.在杨氏双缝干涉实验中，若增大双缝到屏的距离，则屏上干涉条纹的间距__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

7.迈克尔逊干涉仪中，若动反射镜移动了0.1毫米，观察到干涉条纹移动了100条，则所用光的波长为__________纳米。

8.产生薄膜等厚干涉的两个必要条件是：薄膜的两个表面必须__________，且光在薄膜上表面反射时必须满足__________条件（填“半波损失”或“无半波损失”）。

9.光的衍射分为夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射，两者的主要区别在于__________________________。

10.马吕斯定律描述了通过偏振片后的光强与入射光强以及偏振片透振方向与光偏振方向夹角θ的关系，其表达式为__________。

三、简答题（每题5分，共15分）

11.简述获得相干光的方法，并说明相干条件与杨氏双缝干涉实验的关系。

12.简述迈克尔逊干涉仪的主要调节步骤。

13.什么是光的偏振现象？与自然光有何区别？

四、计算题（每题10分，共20分）

14.在杨氏双缝干涉实验中，使用钠光灯（波长约为589.3纳米）照射双缝，双缝间距为0.5毫米，观察屏与双缝相距1米。求：（1）屏上干涉条纹的间距；（2）第5级亮纹距中央亮纹的距离。

15.用波长为500纳米的单色光垂直照射一光栅，测得第二级主极大的衍射角为30度。求该光栅的光栅常数。

五、思考题（每题7分，共14分）

16.在迈克尔逊干涉仪实验中，如果光源不是单色光而是白光，观察到的干涉现象会有什么不同？为什么？

17.如何利用偏振片和波片判断一束光是否为圆偏振光？简要说明实验步骤和原理。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.C

3.A

4.C

5.B

二、填空题

6.变大

7.632.8

8.光滑；半波损失

9.衍射屏与光源、观察屏的距离是否为无限远（或近似无限远）

10.I=I?cos2θ

三、简答题

11.获得相干光的方法有：分波阵面法（如杨氏双缝、迈克尔逊干涉仪）、分振幅法（如薄膜干涉）。相干条件是：频率相同、振动方向相同、相位差恒定。这些条件是杨氏双缝干涉实验产生清晰稳定干涉条纹的必要保证。

12.迈克尔逊干涉仪的主要调节步骤：①调节光源、分束板（半透半反镜）、两个反射镜（M1、M2）的中心大致在同一个高度；②调节光源，使其严格垂直于分束板；③调节反射镜M2的倾斜，使屏上观察到干涉条纹；④仔细调节M2的微调螺丝，使干涉条纹严格平行于观察屏的边缘；⑤调节M1（若有微调）或M2，使观察到清晰的干涉条纹。

13.光的偏振现象是指光波的振动方向具有特定分布的性质。自然光中光波的振动方向在垂直于传播方向的平面内均匀分布，没有偏振性。而线偏振光的光波振动方向始终在垂直于传播方向的一个固定平面内。

四、计算题

14.解：

(1)干涉条纹间距Δx=λL/d。代入数据：Δx=(589.3×10??m)×(1m)/(0.5×10?3m)=1.178×10??m=1.178mm。

(2)第5级亮纹距中央亮纹的距离x=kΔx=5×1.178mm=5.89mm。

答案：(1)1.178mm；(2)5.89mm。

思路：利用杨氏双缝干涉条纹间距公式Δx=λL/d计算间距，再利