物理光学期末试卷题库与解答
物理高中光学试题答案及解析
物理高中光学试题答案及解析一、选择题1. 光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
以下哪个选项正确描述了光的折射定律？A. 折射角总是大于入射角B. 折射角总是小于入射角C. 入射光线、折射光线和法线在同一平面内D. 折射角与入射角成正比答案：C解析：光的折射定律包括三个主要方面：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；入射角与折射角的正弦之比是一个常数，与介质的性质有关。
选项C正确描述了第一个方面。
2. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 光的衍射答案：D解析：光的干涉现象是指两个或多个相干光波在空间相遇时，光强分布出现增强或减弱的现象。
薄膜干涉、双缝干涉和单缝衍射都是光的干涉现象。
而光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲和扩展的现象，与干涉现象不同。
二、填空题1. 光的偏振现象是指光波的振动方向在传播过程中被限制在某一特定方向的现象。
偏振光可以通过_________来实现。
答案：偏振器2. 光的全反射现象发生在光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时。
临界角的大小由_________决定。
答案：两种介质的折射率三、简答题1. 请简述光的色散现象及其产生的原因。
答案：光的色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同，导致折射角不同，从而使光波分离的现象。
产生色散的原因是由于介质对不同波长的光具有不同的折射率，即色散率。
这种现象在彩虹的形成和棱镜分光中尤为明显。
四、计算题1. 已知某介质的折射率为 1.5，光从真空进入该介质，求光的临界角。
答案：根据公式\[ \sin(C) = \frac{1}{n} \]，其中C为临界角，n为折射率。
代入数值得\[ \sin(C) = \frac{1}{1.5} = 0.6667 \]，所以临界角C可以通过取正弦的反函数求得，即\[ C =\arcsin(0.6667) \]。
物理光学秋季期末考试题及答案
一、填空题（每小题3分，总共24分）1.玻璃的折射率为n＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为_________；光从玻璃射向空气时的布儒斯特角为_________。
2. 在双缝杨氏干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为e。
波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差为_________。
3. 如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。
4. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现（即缺级），那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为_________。
5. 波长为λ=600nm的单色光垂直入射于光栅常数d=1.8×10-4 cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为_________。
6.在双折射晶体内部，频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光。
①沿光轴传播时，它们的传播速度是_______的；②沿垂直光轴传播时，它们的传播速度是_______的。
7.对于观察屏轴上P0点，设光阑包含10个波带，让奇数波带通光，而偶数波带不通光，则P0点的光强约为光阑不存在时的_________倍。
8. 光栅方程的普遍形式为________________。
二、简答题（每小题6分，总共36分）1. 何谓复色波的群速度?何谓复色波的相速度?什么介质中复色波的群速度大于其相速度?什么介质中复色波的群速小于其相速度?2.简述光波的相干条件。
3. 汽车两前灯相距1.2m ，设灯光波长为 λ=600nm ，人眼瞳孔直径为D =5mm 。
试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？4. 一束线偏振光垂直于晶面射入负单轴晶体后，分解成o 光和e 光，传播速度快的是o 光还是e 光？为什么？5. 简述法拉第效应及其不可逆性。
光学物理试题及答案
光学物理试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光的干涉现象是由于光的（）。
A. 反射B. 折射C. 衍射D. 波动性答案：D2. 以下哪种现象不属于光的波动性表现？（）A. 光的干涉B. 光的反射C. 光的衍射D. 光的偏振答案：B3. 光的波长越长，其频率越（）。
A. 高B. 低C. 不变D. 无法确定答案：B4. 光的偏振现象说明光是（）。
A. 横波B. 纵波C. 非波动性D. 无法确定5. 光速在真空中是（）。
A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 299,792,458 km/sD. 300,000,000 km/s答案：B6. 光的折射定律中，入射角和折射角之间的关系是（）。
A. 入射角大，折射角小B. 入射角大，折射角大C. 入射角小，折射角大D. 入射角和折射角无关答案：B7. 光的衍射现象是由于光的（）。
A. 直线传播B. 波动性C. 粒子性D. 反射性答案：B8. 光的双缝干涉实验中，条纹间距与（）成正比。
A. 光的波长B. 双缝间距C. 观察屏与双缝的距离D. 以上都是答案：D9. 光的色散现象是由于光的（）。
B. 折射C. 衍射D. 干涉答案：B10. 光的全反射现象发生在光从（）介质射向（）介质时。
A. 光密，光疏B. 光疏，光密C. 光密，光密D. 光疏，光疏答案：A二、填空题（每空2分，共20分）1. 光的三原色是红、绿、______。
答案：蓝2. 光的色散现象可以通过______棱镜来观察。
答案：三3. 光的偏振现象可以通过______片来实现。
答案：偏振4. 光的干涉条纹间距可以通过改变______来改变。
答案：双缝间距5. 光的全反射临界角可以通过______定律来计算。
答案：斯涅尔6. 光的波长与频率的关系是______。
答案：反比7. 光的衍射现象可以通过______来观察。
答案：单缝8. 光的干涉条纹间距与观察屏与双缝的距离成______比。
初中物理光学试题及答案
初中物理光学试题及答案一、选择题1. 下列关于光的折射现象，说法正确的是（）A. 光从空气斜射入水中时，折射角大于入射角B. 光从水中斜射入空气中时，折射角小于入射角C. 光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角D. 光从空气垂直射入水中时，折射角等于入射角答案：D2. 光的反射定律中，下列说法错误的是（）A. 反射光线、入射光线和法线在同一平面内B. 反射光线、入射光线分居法线两侧C. 反射角等于入射角D. 反射角大于入射角答案：D二、填空题1. 光在真空中的传播速度是______。
答案：3×10^8 m/s2. 凸透镜对光线有______作用。
答案：会聚三、简答题1. 请简述平面镜成像的特点。
答案：平面镜成像的特点是：像与物体等大，像与物体到镜面的距离相等，像与物体是虚像。
2. 为什么说光的直线传播是有条件的？答案：光的直线传播是在同种均匀介质中发生的，当介质不均匀或光从一种介质进入另一种介质时，光的传播路径会发生改变，即发生折射。
四、计算题1. 一束光线从空气斜射入水中，入射角为30°，求折射角。
答案：根据斯涅尔定律，n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)，其中n1为空气的折射率（约为1），n2为水的折射率（约为1.33），θ1为入射角（30°），θ2为折射角。
代入公式得：1 * sin(30°) = 1.33 * sin(θ2)，解得θ2 ≈ 22.9°。
2. 一束光线从水中斜射入空气中，折射角为45°，求入射角。
答案：同样根据斯涅尔定律，1.33 * sin(θ1) = 1 * sin(45°)，解得sin(θ1) ≈ 0.75，所以θ1 ≈ 48.6°。
五、实验题1. 请设计一个实验来验证光的反射定律。
答案：实验步骤如下：a. 准备一面平面镜和一束光线。
b. 将光线射向平面镜，观察反射光线。
光学教程期末考试试题及答案
光学教程期末考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的波动性是由哪位科学家首次提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 惠更斯2. 以下哪个现象不属于光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 光的衍射C. 光的反射D. 光的折射3. 光的偏振现象说明了光是：A. 横波B. 纵波C. 无偏振光D. 非极化光4. 以下哪个选项不是光的衍射现象？A. 单缝衍射B. 双缝衍射C. 光的全反射D. 光栅衍射5. 光的色散现象是由于：A. 光的波长不同B. 光的速度不同C. 光的频率不同D. 光的强度不同6. 以下哪个现象不属于光的折射现象？A. 光的折射定律B. 光的全反射C. 光的色散D. 光的透镜成像7. 光的全反射现象发生在：A. 光从光密介质射向光疏介质B. 光从光疏介质射向光密介质C. 光从真空射向介质D. 光从介质射向真空8. 光的衍射极限是指：A. 衍射图样的清晰度B. 衍射图样的亮度C. 衍射图样的对比度D. 衍射图样的分辨率9. 光的干涉条纹间距与以下哪个因素有关？A. 光源的强度B. 光源的频率C. 光源的波长D. 光源的极化10. 以下哪个选项是光的偏振现象的应用？A. 激光切割B. 激光测距C. 偏振太阳镜D. 激光通信二、填空题（每空2分，共20分）11. 光的干涉条件是两束光的频率必须________。
12. 光的衍射现象可以通过________来观察。
13. 光的偏振现象可以通过________来观察。
14. 光的全反射现象发生在光从光密介质射向光疏介质时，且入射角大于________。
15. 光的色散现象可以通过________来观察。
16. 光的折射定律是由________提出的。
17. 光的偏振现象说明了光是________波。
18. 光的干涉条纹间距与光源的________有关。
19. 光的衍射极限是指衍射图样的________。
20. 光的偏振现象的应用之一是________。
物理光学试题含标准答案
6、（附加题20分）当一束纳黄光以30°入射到光轴平行于界面的石英晶体表面（ ），
(1)请采用惠更斯作图法做出折射光传播方向及电场矢量的振动方向，
（2）准确计算出折射光传播方向相对界面法线的夹角。
解：
(1)
（5分）
（2）o光传播方向与界面法线夹角 ：
由 ，得 （3分）
设：e光传播方向与界面法线夹角 ，e光传播方向与光轴夹角 ，
e光波面法线方向与界面法线夹角 ，e光波面法线方向与光轴夹角 ，
则，由
可得
（3分）
（3分）
由 （3分）
得
所以 （3分）
⑴后透镜焦点处的干涉级,
⑵在此焦面上能够看到几个亮条纹?
⑶其中半径最大条纹的干涉级和半径是多少?
解：
⑴ 由于 ，
对应焦点条纹： ， （5分）
⑵ 焦面上能看到的条纹数决定于照明光源可以形成的光线入射角度的范围
（3分）
对应最大条纹的干涉级满足
焦面上能看到的亮条纹数 （2分）
⑶ 焦面上能看到的半径最大条纹的干涉级为 （3分）
4、一束波长450nm线偏振光垂直入射到石英（ ）制成的半波片，
透射光束中o光波相对e光波的位相超前π,石英晶片的厚度最薄应为25μm。
5、当光束以入射角 照射光栅时（光栅常数为d），光栅方程 中
是观察方向与光栅法线的夹角， 表示在 方向观察到波长λ光波的衍射级次， 号分别对应 与 在光栅法线的同侧和异侧。
二、计算题（70分）
1、（15分）一台迈克尔逊干涉仪，使用波长λ=550nm的扩展光源，调节两臂使产生同心圆环干涉条纹。
⑴此圆环干涉条纹为何种干涉条纹？
⑵要使干涉圆环向中心一一消失20个圆环条纹，则可动臂必需移动多远？
大学物理--光学期末试卷答案
1单选(2分)在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。
若在两缝后放一个偏振片，则得分/总分•A.干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱•B.无干涉条纹•C.干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强•D.干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱正确答案：A你没选择任何选项2单选(2分)得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：A你没选择任何选项3单选(2分)用单色光做杨氏双缝实验，如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上，此时中央明纹的位置将：得分/总分•A.向上平移，且间距改变•B.向上平移，且条纹间距不变•C.不移动，但条纹间距改变•D.向下平移，且条纹间距不变正确答案：D你没选择任何选项4单选(2分)关于普通光源，下列说法中正确的是：得分/总分•A.普通光源同一点发出的光是相干光•B.利用普通光源可以获得相干光•C.两个独立的普通光源如果频率相同，也可构成相干光源。
•D.两个独立的普通光源发出的光是相干光正确答案：B你没选择任何选项5单选(2分)得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：A你没选择任何选项6单选(2分)得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：C你没选择任何选项7单选(2分)严格地说，空气的折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将：得分/总分•A.不变•B.变大•C.消失•D.变小正确答案：B你没选择任何选项8单选(2分)有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。
当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距得分/总分•A.两劈尖干涉条纹间距相同•B.玻璃劈尖干涉条纹间距较大•C.空气劈尖干涉条纹间距较大•D.已知条件不够，难以判断正确答案：C你没选择任何选项9单选(2分)在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为的方向上，若单缝处波面可分成4个半波带，则缝宽度a等于得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：B你没选择任何选项10单选(2分)设星光的有效波长为550 nm ，用一台物镜直径为1.20 m的望远镜观察双星时，能分辨的双星的最小角间隔是得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：B你没选择任何选项11单选(2分)波长为550nm的单色光垂直入射到光栅常数为的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为得分/总分•A.1•B.2•C.4•D.3正确答案：A你没选择任何选项1/3•C.1•D.1/4；正确答案：A你没选择任何选项13单选(2分)光强为的线偏振光通过偏振片P，如果P的偏振化方与线偏振光的振动振方向夹角为30度，则光通过P后的光强为.得分/总分•A.3/4利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长。
(完整版)物理光学期末考试题及答案
I 入射光 P 振动方向eλn 1 n 2 n 3一、填空题（每小题4分，总共24分）1.玻璃的折射率为n ＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为________；光从玻璃射向空气时的布儒斯特角为________。
2.如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。
（填“上凸”或“下凹”）3. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面 反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n 1＞n 2＞n 3，λ1 为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为。
4. 在单缝夫琅和费衍射的观测中：①令单缝在纸面内垂直透镜的光轴上、下移动，屏上的衍射图样改变(填“是”或“否”)；②令光源垂直透镜的光轴上、下移动时，屏上的衍射图样改变(填“是”或“否”)。
5. 在双折射晶体内部，频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光。
①沿光轴传播时，它们的传播速度是_______的(填“相同”或“不同”)；②沿垂直光轴传播时，它们的传播速度是_______的(填“相同”或“不同”)。
6.如图所示，当偏振片P 旋转一周时，①若I 不变，则入射光是_______；②若I 变，并且有消光现象，则入射光是_______；③若I 变，但是无消光现象， 则入射光是_______。
二、简答题（每小题6分，总共36分）1.汽车两前灯相距1.2m ，设灯光波长为λ=600nm ，人眼瞳孔直径为D =5mm 。
试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？2. 一束波长为λ＝500nm 的平行光束在空气中传播，若在与光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片厚度d =0.01mm ，折射率n =1.5。
试问：插入薄片后引起的光程和相位变化分别为多少？3. 某线偏振光在真空中的波长为λ＝589nm ，垂直入射到方解石上，晶体的光轴与表面平行，已知方解石晶体的主折射率为n o =1.658，n e =1.486。
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物理光学试题库与答案1
(须给出必要的计算过程和绘图）
1．(6分) 若波的相速为，A为常数，求波的群速？
答：
2．(6分) 已知腔长为 60 厘米的 He-Ne 激光器的激活介质本身的谱线半值宽度
为 1300MHz，激活介质的折射率为 1.0，求输出激光的频谱中包含的纵模个数？
答：，，L=60cm，
3．(6分) 空腔辐射器处于某一温度时，，若该辐射器的温度增高
到使其黑体辐射本领增加一倍时，将变为多少？
答：，，，，
4．(8分) 若冰洲石晶体的光轴方向为如图所示的虚线方向，用惠更斯作图法确定入射到该晶体上的一束平行光在晶体中的双折射情况？
答：双折射情况如图所示：
5．(10分)用单色平行光垂直照射菲涅耳衍射屏，衍射屏对波前作如图所示遮挡，b 是衍射屏中心到相应场点 P 处的光程，求垂直衍射屏的中心轴上此场点 P 处的光强与自由传播时的光强之比?
答：（ 1）用矢量作图法。
如图：,自由传播时，，所以。
（ 2）衍射屏相当于半面被遮挡，所以有，。
6．(10分) 如图所示，两块 4 厘米长的透明薄玻璃平板，一边接触，另一边夹住一根圆形金属细丝，波长为 5890A 0 的钠黄光垂直照射平板，用显微镜从玻璃板上方观察干涉条纹。
（1）若测得干涉条纹的间距为 0.1 毫米，求细丝直径 d 的值？（2）当细丝的温度变化时，从玻璃中央的固定点 A 处观察到干涉条纹向背离交棱的方向移动了 5 个条纹，则细丝是膨胀还是收缩了，温度变化后细丝直径的变化量是多少？
答：
（ 1）
（ 2）干涉条纹向背离交棱的方向移动是干涉条纹间距变宽的结果，
由可知，是两块平板间距（夹角）变小了，说明细丝收缩，直径变小了。
细丝直径的变化量是
7．（12）如图所示，一列波长为、在 X-Z 平面沿与 Z 轴夹角为的方向传播的平面波，
与一列源点在轴上、距坐标原点为、波长也为的球面波在傍轴条件下干涉，求在Z=0 的平面上干涉条纹的形状和间距？
答：
干涉条纹的形状为：圆形干涉条纹，圆心在处。
间距为：
8．(12分) 如图所示，衍射屏上的三条平行透光狭缝的宽度依次为，缝间不透明部分的宽度均为，单色平行光正入射到衍射屏上，求观察屏上的夫琅和费衍射光强分布？
答：（ 1）
，；
，
，
（ 2）把宽度为的缝分为两个宽度为 a 的单缝。
对于4个宽度为 a 的单缝，有
，；
（ 3）把宽度为的缝分为两个宽度为 a 的单缝。
前两个单缝组成的双缝和后两个单缝组成的双缝的的衍射光强分布均为：
前后两组单缝再组合的合光强分布为：
；；
所以：
（ 4），
，
，
9．(15分) 如图所示，在两个偏振片 P 1 和 P 2 之间插入一块的波晶片 K，
其光轴方向与偏振片 P 1 和P 2 透振方向的夹角分别为图示的45 0 和30 0 。
一束强度为 I 0 的单色平行自然光垂直入射到该装置上，忽略吸收、反射等光损耗，求光在 I 、II、III 区里光的偏振态 (画出偏振态图) 和光强度？
答：
I 区：是线偏振光，偏振方向为的透振方向，即从波晶片光轴方向逆时针旋转的
方向。
光强度为：。
II 区：，，。
是处于二四象限的右旋椭圆偏振光。
光强
度为：。
III 区：是线偏振光，偏振方向为的透振方向，即从波晶片光轴方向顺时针旋转的方向。
；即
10．(15分)如图所示，凹厚透镜的折射率为 1.5，前后表面的曲率半径分别为图示的 20 毫米和 25 毫米，中心厚度为 20 毫米，后表面镀铝反射膜，在前表面左方 40 毫米处放置一个高度为 5 毫米的小物体。
求在傍轴条件下，最后成像的位置、高度和像的倒正、放缩和虚实情况？
答：第一次成像：
；，，
成正立、缩小的虚像。
第二次成像：
；，，
成正立、缩小的虚像。
第三次成像：
；，
，
，像位于凹厚透镜前表面 O 1 右方 13.33mm 处，像高0.33mm。
成正立、缩小的虚像。
附加题： (10分) 如图所示，焦距为 10 厘米的薄透镜从中心对称切去 2 毫米，然后对接起来，波长为 4000A 0 的单色点光源 S 置于对接薄透镜 6 厘米远处的左方光轴上，求距此薄透镜 25 厘米远处的右方屏幕上的干涉花样的形状和间距?
答：，，
，。