光學考研試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題20分）1.以下哪種現(xiàn)象不屬于光的干涉現(xiàn)象（）A.牛頓環(huán)B.彩虹C.薄膜干涉D.楊氏雙縫干涉2.當光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，反射光的相位變化是（）A.0B.π/2C.πD.2π3.單縫衍射中，中央明紋的寬度是其他明紋寬度的（）A.0.5倍B.1倍C.2倍D.3倍4.波長為λ的光垂直入射到一光柵上，其光柵常數(shù)為d，可能觀察到的最大級次為（）A.d/λB.λ/dC.dλD.無法確定5.線偏振光通過四分之一波片后，出射光一般是（）A.線偏振光B.圓偏振光C.橢圓偏振光D.自然光6.光在真空中的傳播速度為c，在折射率為n的介質(zhì)中傳播時，其速度為（）A.cB.ncC.c/nD.n/c7.以下關于光學成像，說法正確的是（）A.實像一定是倒立的B.虛像一定是正立的C.凸透鏡只能成實像D.凹透鏡只能成虛像8.邁克爾遜干涉儀中，當可動反射鏡移動距離為Δd時，干涉條紋移動了N條，則光的波長λ為（）A.2Δd/NB.Δd/NC.NΔd/2D.NΔd9.以下哪個不是描述光的波動性的物理量（）A.波長B.頻率C.光子能量D.波速10.一個焦距為f的薄凸透鏡，將物體放在距離透鏡2f處，像的位置在（）A.透鏡另一側(cè)f處B.透鏡另一側(cè)2f處C.透鏡同側(cè)f處D.透鏡同側(cè)2f處二、多項選擇題（每題2分，共10題20分）1.以下屬于光的波動性的實驗有（）A.楊氏雙縫干涉實驗B.光電效應實驗C.康普頓散射實驗D.單縫衍射實驗2.關于光的偏振，以下說法正確的是（）A.自然光通過偏振片后可變成線偏振光B.線偏振光可以看成是兩個相互垂直的、同頻率的、有固定相位差的振動的合成C.部分偏振光可以通過偏振片來提高其偏振程度D.圓偏振光和橢圓偏振光都可以由線偏振光通過特殊光學元件得到3.以下哪些因素會影響光柵衍射條紋的分布（）A.光柵常數(shù)B.入射光波長C.光柵的透光縫數(shù)D.透鏡的焦距4.關于光在介質(zhì)中的傳播，正確的有（）A.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同B.光在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的折射率有關C.光在介質(zhì)中傳播時頻率不變D.光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，波長會改變5.光學系統(tǒng)中常見的像差有（）A.球差B.色差C.像散D.場曲6.以下哪些光學元件可以用于改變光的偏振態(tài)（）A.偏振片B.波片C.反射鏡D.透鏡7.光的干涉條紋的特點包括（）A.明暗相間B.條紋間距與波長有關C.條紋間距與兩相干光的光程差有關D.條紋的亮度與兩相干光的振幅有關8.關于單縫衍射，以下說法正確的是（）A.縫寬變小時，中央明紋變寬B.波長變大時，中央明紋變寬C.衍射角越大，條紋亮度越低D.單縫衍射條紋是等間距的9.以下哪些現(xiàn)象可以用光的粒子性來解釋（）A.光電效應B.康普頓效應C.黑體輻射D.光的折射10.光學成像中，實像和虛像的區(qū)別在于（）A.實像能用光屏承接，虛像不能B.實像是倒立的，虛像是正立的（一般情況）C.實像是由實際光線會聚而成，虛像是由光線的反向延長線會聚而成D.實像總是放大的，虛像總是縮小的三、判斷題（每題2分，共10題20分）1.光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，頻率和波長都不變。（）2.所有的波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，光也不例外。（）3.楊氏雙縫干涉實驗中，條紋間距只與波長有關，與其他因素無關。（）4.線偏振光的振動方向與傳播方向垂直。（）5.凸透鏡一定成實像，凹透鏡一定成虛像。（）6.光的衍射現(xiàn)象說明光沿直線傳播只是一種近似規(guī)律。（）7.光柵衍射中，光柵常數(shù)越小，條紋越密集。（）8.四分之一波片可以將線偏振光變成圓偏振光，也可以將圓偏振光變成線偏振光。（）9.光的干涉和衍射現(xiàn)象都表明光具有波動性。（）10.光學系統(tǒng)的分辨率只與物鏡的口徑有關，與波長無關。（）四、簡答題（每題5分，共4題20分）1.簡述光的干涉條件。答：兩列光頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。滿足這些條件的光相遇時，在疊加區(qū)域會出現(xiàn)穩(wěn)定的強弱分布，即干涉現(xiàn)象。2.簡述惠更斯-菲涅耳原理。答：惠更斯-菲涅耳原理指出，波前上每一點都可看成是發(fā)射子波的波源，在空間某點的光振動是所有這些子波在該點的相干疊加?？捎脕斫忉尮獾难苌洮F(xiàn)象。3.簡述光的偏振態(tài)有哪些。答：光的偏振態(tài)有自然光、線偏振光、部分偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光。自然光各方向振動均勻分布；線偏振光振動方向固定；部分偏振光某方向振動占優(yōu)勢；圓和橢圓偏振光振動方向呈圓或橢圓軌跡。4.簡述光電效應的實驗規(guī)律。答：光電效應實驗規(guī)律有：存在截止頻率，低于該頻率無光電子逸出；光電子最大初動能與入射光頻率呈線性關系，與光強無關；光電流強度與光強成正比；光電效應具有瞬時性，幾乎瞬間發(fā)生。五、討論題（每題5分，共4題20分）1.討論光的波動性和粒子性的統(tǒng)一。答：光既具有波動性，如干涉、衍射現(xiàn)象；又具有粒子性，如光電效應、康普頓效應。在微觀世界中，光在傳播過程中波動性顯著，與物質(zhì)相互作用時粒子性顯著。波粒二象性是光的本質(zhì)屬性，二者在不同條件下得以體現(xiàn)。2.討論如何提高光學系統(tǒng)的分辨率。答：根據(jù)瑞利判據(jù)，可增大物鏡的口徑，減小波長來提高分辨率。使用大口徑物鏡可增加進入系統(tǒng)的光線，減少衍射影響；采用短波長的光，如紫外光、X光等，能使分辨極限變小，從而提高分辨率。3.討論薄膜干涉在實際生活中的應用。答：在生活中，薄膜干涉應用廣泛。如增透膜，利用薄膜干涉減少反射光，增加透射光，提高光學元件透光率；還有在檢查光學表面平整度方面，通過觀察干涉條紋判斷表面是否平整；另外，一些彩色的肥皂泡、油膜等現(xiàn)象也是薄膜干涉的體現(xiàn)。4.討論偏振光在現(xiàn)代科技中的應用。答：在現(xiàn)代科技中，偏振光應用眾多。如在液晶顯示器中，利用偏振光和液晶對光偏振態(tài)的調(diào)制實現(xiàn)圖像顯示；在攝影中，偏振鏡可消除反射光、增強色彩飽和度；在光通信領域，偏振光可用于提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和容量等。答案一、單項選擇題1.B2.C3.C4.A5.C