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2025年大学物理光学实验技能试卷

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.在杨氏双缝干涉实验中，为使屏幕上的干涉条纹间距变大，可以采取的方法是（）。

A.缩小双缝间距B.使用波长更长的光

C.增大双缝到屏幕的距离D.以上所有方法均可

2.迈克尔逊干涉仪利用了光的（）来实现对干涉条纹的观察和测量。

A.分割波阵面B.分割振幅

C.全反射D.光的色散

3.单缝夫琅禾费衍射条纹中，中央明纹的光强占总光强的（）。

A.100%B.80%C.50%D.40%

4.光通过偏振片后，其偏振状态将发生（）。

A.频率改变B.波长改变C.振动方向变得与偏振片方向一致D.强度变为零

5.自然光通过两个偏振化方向正交的偏振片，透射光强为零。若在两个偏振片之间插入另一个偏振片，使其偏振化方向与原两个偏振片的偏振化方向均成45°角，则透射光强为入射自然光强度的（）。

A.1/4B.1/2C.3/4D.1/8

6.下列哪种现象不是光的波动性表现？（）

A.干涉B.衍射C.偏振D.色散

7.在物理光学实验中，测量多个数据取平均值的目的主要是为了（）。

A.减小随机误差B.消除系统误差C.提高测量精度D.增加测量次数

8.评定测量结果可靠性的重要指标是（）。

A.精密度B.正确度C.准确度D.不确定度

9.使用分光计时，调节望远镜聚焦的目标是（）。

A.使望远镜物镜成像清晰B.使平行光管出射平行光

C.使十字叉丝清晰D.A和B都是

10.在进行光的衍射实验时，若要观察夫琅禾费衍射，通常需要将光源和观察屏置于（）。

A.缝后很近处B.缝后较远处C.缝前很近处D.缝前较远处

二、填空题（每空2分，共30分。请将答案填在题中的横线上）

1.在杨氏双缝干涉实验中，屏幕上某点P到两缝的距离分别为r?和r?，若r?-r?=λ/4，则该点出现______（填“明”或“暗”）纹。

2.迈克尔逊干涉仪的一个反射镜移动了0.1mm，观察到干涉条纹移动了100条，则所用光波的波长λ=______nm。

3.单缝夫琅禾费衍射实验中，当单缝宽度变窄时，中央明纹的宽度将______（填“变宽”或“变窄”），衍射现象将______（填“更明显”或“更不明显”）。

4.偏振现象说明光是______（填“纵”或“横”）波。马吕斯定律描述了______通过偏振片后的光强变化规律。

5.自然光通过偏振片后变成______光，其偏振程度为______。

6.在物理光学实验数据处理中，多次测量的平均值A?可以减小______误差的影响，标准偏差s可以反映数据的______。

7.评定测量结果准确度时，需要同时考虑系统误差和随机误差的影响，其定义为测量值与______之差。

8.使用分光计测量棱镜折射率时，需要测量入射角i和折射角r，根据______计算折射率n。

9.在光学实验中，激光器通常用作______光源，其特点是______。

10.实验室常用______和______来检验光的偏振状态。

三、简答题（每小题5分，共20分）

1.简述杨氏双缝干涉实验中产生干涉条纹的基本条件。

2.简述迈克尔逊干涉仪的主要部件及其作用。

3.解释什么是偏振光，并说明如何产生线偏振光。

4.在进行物理光学实验时，如何减小随机误差对测量结果的影响？

四、计算题（每小题10分，共30分）

1.在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝到屏幕距离D=1m，使用波长λ=550nm的光照射，求屏幕上相邻两条明纹间的距离。

2.用波长λ=600nm的单色光垂直照射宽度为a=0.1mm的单缝，求距离单缝1m处的屏幕上中央明纹两侧第一级暗纹之间的距离。

3.一束自然光以布儒斯特角入射到一偏振片上，求透射光强与入射光强之比。

五、实验设计/论述题（10分）

简述使用分光计测量透明介质（如玻璃棱镜）折射率的实验原理，并说明需要调节的关键步骤。

试卷答案

一、选择题

1.B

2.A

3.B

4.C

5.A

6.D

7.A

8.C

9.D

10.B

解析思路：

1.干涉条纹间距Δy=λD/d。要使间距变大，需增大λ、增大D或减小d。使用波长更长的光即增大λ。

2.迈克尔逊干涉仪利用分束器将光源发出的光分成两束，沿不