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2025年考研专业课光学基础试卷（含答案）

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.在真空中，一束光从空气入射到折射率为n的介质表面，当入射角为30°时，发生全反射的条件是

A.n1.73

B.n1.43

C.n=1.73

D.n=1.43

2.在杨氏双缝干涉实验中，入射光波长为λ，双缝间距为d，双缝到屏的距离为D(d2λD)，屏上相邻亮纹或相邻暗纹之间的距离为

A.λD/d

B.λd/D

C.2λD/d

D.2λd/D

3.一束光垂直入射到厚度为e、折射率为n的薄玻璃板，玻璃板上方和下方的介质均为空气，则光线通过玻璃板后，其光程差为

A.ne

B.2ne

C.(n-1)e

D.2(n-1)e

4.单缝夫琅禾费衍射实验中，使用波长为λ的单色光，当缝宽a变窄时，中央明纹的宽度将

A.变窄

B.变宽

C.不变

D.先变窄后变宽

5.自然光以某一入射角入射到两种介质的分界面，反射光是完全偏振光，则此时的入射角称为

A.布儒斯特角

B.全反射角

C.折射角

D.惠更斯原理

6.一束圆偏振光通过一个偏振片后，出射光将变为

A.自然光

B.部分偏振光

C.线偏振光

D.椭偏振光

7.某种透明材料的折射率为n，要使光从空气射入这种材料时发生全反射，其临界角θc为

A.arcsin(n)

B.arccos(n)

C.arcsin(1/n)

D.arccos(1/n)

8.在迈克尔逊干涉仪实验中，若其中一个反射镜移动了Δd的距离，则干涉条纹将移动

A.Δd/2

B.Δd

C.2Δd

D.Δd2

9.光的干涉和衍射现象说明

A.光具有波动性

B.光具有粒子性

C.光既具有波动性又具有粒子性

D.光是一种电磁波

10.激光器产生的激光与普通光源发出的光相比，其主要特点是

A.亮度高

B.方向性好

C.相干性好

D.以上都是

二、填空题

1.光在真空中传播的速度为m/s。

2.光的干涉现象的产生条件是和。

3.光的衍射现象是指光绕过障碍物或小孔的现象。

4.布儒斯特定律指出，当入射角等于时，反射光是完全偏振光。

5.一束波长为λ的单色光垂直入射到光栅常数为d的光栅上，衍射光谱中第二级主极大的衍射角θ满足关系式。

6.光的偏振现象说明光是振动。

7.全息照相利用了光的和原理。

8.惠更斯原理指出，波阵面上的每一点都可以看作是发射的波源。

9.激光器主要由、和三部分组成。

10.光纤通信利用了光的全反射原理，其核心是。

三、计算题

1.一束平行光垂直入射到一块厚度为e、折射率为n的透明介质板，介质板上方和下方的介质折射率均为n?，求光线通过介质板后的光程。

2.在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝到屏的距离D=1m，入射光波长λ=500nm，求屏上相邻亮纹之间的距离。

3.一束单色光垂直入射到缝宽a=0.1mm的单缝上，屏幕距离缝2m，求屏幕上中央明纹的宽度。

四、分析题

1.解释为什么天空是蓝色的？

2.简述激光产生的原理及其主要特性。

试卷答案

一、选择题

1.B

2.A

3.A

4.B

5.A

6.C

7.C

8.C

9.A

10.D

二、填空题

1.3×10?

2.相干光源、相干条件

3.衍射

4.布儒斯特角

5.dsinθ=kλ(k=0,±1,±2,...)

6.横

7.全反射、干涉

8.子波

9.激光器谐振腔、激光器泵浦源、激光器光学系统

10.光纤

三、计算题

1.解：光线在介质板中的光程为ne，在介质板上方和下方的空气中的光程均为n?e，但由于n?=1，所以空气中的光程为e。因此，光线通过介质板后的总光程为ne+e=(n+1)e。

2.解：相邻亮纹之间的距离Δx=λD/d=500×10??m×1m/0.5×10?3m=1×10?3m=1mm。

3.解：中央明纹的宽度Δx=2λL/a=2×500×10??m×2m/0.1×10?3m=2×10?