物理光学试题a1112(1)
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\[ C =\arcsin(0.6667) \]。
光学测试题及答案
光学测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的三原色是：A. 红、黄、蓝B. 红、绿、蓝C. 红、白、黑D. 黄、绿、紫答案：B2. 以下哪种现象不属于光的折射？A. 彩虹B. 透镜成像C. 镜面反射D. 光的色散答案：C3. 光的干涉现象说明光具有：A. 粒子性B. 波动性C. 热效应D. 磁效应答案：B4. 以下哪种光学仪器可以放大物体的像？A. 望远镜B. 显微镜C. 潜望镜D. 反射镜答案：B5. 光的衍射现象表明光具有：A. 直线传播的特性B. 波动性C. 粒子性D. 热效应答案：B6. 以下哪种现象不是光的反射？A. 镜子中的倒影B. 阳光下水面的闪光C. 激光笔的光束D. 太阳光照射到月亮上答案：C7. 光的偏振现象说明光是：A. 直线传播的B. 具有波动性的C. 具有粒子性的D. 具有热效应的答案：B8. 以下哪个不是光的传播速度最快的介质？A. 真空B. 水C. 空气D. 玻璃答案：D9. 光的全反射现象发生在：A. 光从空气射入水中B. 光从水中射入空气中C. 光从玻璃射入空气中D. 光从空气射入玻璃中答案：B10. 以下哪个是光的非线性光学效应？A. 折射B. 反射C. 干涉D. 拉曼散射答案：D二、填空题（每空2分，共20分）1. 光的折射定律是由_________定律和_________定律组成的。
答案：斯涅尔定律；能量守恒2. 光的双缝干涉实验中，干涉条纹的间距与_________成反比。
答案：双缝间距3. 光的偏振现象可以通过_________来实现。
答案：偏振器4. 光的色散现象是由于不同波长的光在介质中传播速度_________造成的。
答案：不同5. 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_________。
答案：临界角三、简答题（每题10分，共20分）1. 请简述光的干涉现象及其应用。
答案：光的干涉现象是指两束或多束相干光波在空间相遇时，由于光波的叠加而产生明暗相间的干涉条纹。
物理光学测试题
物理光学测试题导言：光学是研究光的产生、传播、相互作用和控制的学科。
物理光学是光学的主要分支之一，涉及光的干涉、衍射、偏振等现象。
下面是一些物理光学的测试题，希望对您的知识有所帮助。
测试题一：光的干涉1. 请解释下述现象：当两束单色光垂直相交时，如果其频率相近且相位差恒定且等于0或2π，将会发生干涉现象。
2. 请简要介绍干涉仪的工作原理，并说明干涉仪的两个主要应用。
测试题二：光的衍射1. 请解释“衍射”现象，并给出一个实际例子。
2. 光线通过一个狭缝时，发生衍射，这是因为光通过狭缝后会发生什么变化？测试题三：偏振光1. 什么是偏振光？请解释为什么只有特定方向的光可以通过偏振器。
2. 请简要介绍偏振光的产生和检测方法。
测试题四：光的色散1. 请解释“色散”现象，并简要说明导致色散的原因。
2. 光的色散会根据什么因素而变化？测试题五：光的吸收和散射1. 请解释光在物质中的吸收和散射现象。
2. 光的吸收和散射会受到哪些因素的影响？测试题六：光的波粒二象性1. 简要解释光的波动性和粒子性。
2. 光的波粒二象性如何解释光的干涉和衍射现象？测试题七：光电效应1. 简要介绍光电效应的基本原理。
2. 光电效应如何验证光的粒子性？测试题八：光的相干性1. 什么是光的相干性？请解释相干性的两个充分条件。
2. 请简要介绍两束相干光的干涉实验。
结语：通过这些测试题，希望能够帮助您进一步巩固和拓展物理光学方面的知识。
物理光学是一个广泛且重要的领域，在实际应用中具有广泛的应用。
在日常生活中，我们常常能够观察到光的干涉、衍射、偏振等现象，了解背后的原理将有助于我们更好地理解光学的基本原理和应用。
感谢您参与测试，希望对您有所帮助！。
物理光学单元测试题及答案
物理光学单元测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的直线传播定律适用于以下哪种情况？A. 真空中B. 均匀介质中C. 真空和均匀介质中D. 所有情况2. 光的折射定律中，入射角和折射角的关系是什么？A. 入射角总是大于折射角B. 入射角总是小于折射角C. 入射角和折射角成正比C. 入射角和折射角的正弦值成正比3. 以下哪种现象不是光的干涉现象？A. 双缝干涉B. 薄膜干涉C. 单缝衍射D. 多普勒效应4. 光的偏振现象说明了什么？A. 光是横波B. 光是纵波C. 光同时具有横波和纵波的特性D. 光是无规则波动5. 以下哪种情况会导致光的全反射？A. 光从空气进入水B. 光从水进入空气C. 光从玻璃进入空气D. 光从空气进入玻璃6. 光速在真空中的值是多少？A. 299792458 m/sB. 300000000 m/sC. 299792000 m/sD. 以上都不是7. 光的衍射现象中，以下哪种说法是正确的？A. 只有单缝会产生衍射现象B. 只有圆孔会产生衍射现象C. 任何障碍物都可能产生衍射现象D. 只有光波长与障碍物尺寸相近时才会产生衍射现象8. 激光的特点不包括以下哪一项？A. 单色性B. 相干性C. 散射性D. 定向性9. 以下哪种颜色的光在可见光谱中波长最长？A. 红色B. 蓝色C. 绿色D. 紫色10. 光的三原色是哪三种？A. 红、绿、蓝B. 红、黄、蓝C. 红、绿、紫D. 红、橙、黄二、填空题（每空2分，共20分）11. 光的干涉现象是光波的________和________叠加在一起的现象。
12. 光的折射定律中，光从一种介质进入另一种介质时，入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的________。
13. 光的偏振现象只能发生在________波上。
14. 全反射现象发生在光从折射率较大的介质进入折射率较小的介质时，且入射角大于临界角。
15. 激光的产生需要________、________和________。
物理光学复习题集及答案
物理光学复习题集及答案物理光学是研究光波的传播、干涉、衍射、偏振、色散等现象的一门学科。
它作为物理学的一个重要分支，深入研究光的本质和行为，对于理解光的特性和应用具有重要意义。
下面是一套物理光学的复习题集及答案，帮助你巩固和回顾相关知识。
一、选择题1. 光的波动性和粒子性是通过以下几个实验互相证实的是：A. 单缝衍射实验B. 杨氏双缝干涉实验C. 霍尔效应实验D. 普朗克辐射公式实验答案：B2. 光的波长和颜色之间的关系是：A. 颜色与波长成反比，波长越长颜色越红B. 颜色与波长成正比，波长越长颜色越红C. 颜色与波长成正比，波长越长颜色越蓝D. 颜色与波长成反比，波长越长颜色越蓝答案：C3. 在光的全反射现象中，当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角会发生：A. 透射B. 折射C. 反射D. 干涉答案：C4. 关于凸透镜的焦距，以下说法正确的是：A. 焦距和物距、像距都有关系B. 焦距只与物距有关系C. 焦距只与像距有关系D. 焦距与物距、像距都无关系答案：A二、填空题1. 在单缝衍射实验中，当入射光波的波长变大，衍射的角度__________。
答案：变小2. 光的偏振是指光波中电场矢量的__________振动方向。
答案：固定3. 在双缝干涉实验中，当两个缝之间的间距增大，干涉的条纹间距__________。
答案：变小4. 在凸透镜中，属于实像的情况是当物距__________焦距时。
答案：小于三、解答题1. 请解释为什么光能够沿直线传播，并解释光的折射现象。
答案：光能够沿直线传播是因为光是一种横波，其传播方向垂直于电磁波振动的方向。
光的折射现象是指当光从一种介质进入另一种介质时，由于介质的折射率不同，光的传播方向会发生改变。
这是因为光在传播过程中速度不同，遵循折射定律即入射角和折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。
2. 请解释什么是衍射现象，以及它对实际生活和科学研究有什么重要意义。
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？
高考物理最新光学知识点之物理光学经典测试题及答案(2)
高考物理最新光学知识点之物理光学经典测试题及答案(2)一、选择题1．下面的说法正确的是()A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的全反射现象造成的B．天空中彩虹是光的干涉现象造成的C．圈屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象2．如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M．则下列说法中正确的是（）A．如果 a为蓝色光,则b可能为红色光B．在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大C．棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大D．a光的折射率小于b光折射率3．下列说法正确的是（）A．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波C．单个光子通过单缝后，底片上就会出现完整的衍射图样D．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏4．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象5．一个不透光的薄板上有两个靠近的窄缝，红光透过双缝后，在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个窄缝挡住，在墙上可以观察到（）A．光源的像B．一片红光C．仍有条纹，但宽度发生了变化D．条纹宽度与原来条纹相同，但亮度减弱6．我国南宋时期的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道：“凡雨初霁，或露之未晞，其余点缀于草木枝叶之末……日光入之，五色俱足，闪铄不定。
是乃日之光品著色于水，而非雨露有此五色也。
”这段文字记叙的是光的何种现象A．反射 B．色散 C．干涉 D．衍射7．近期美国在韩国部署“萨德”反导系统，引起亚洲周边国家的强烈反应．“萨德”采用X波段雷达，工作的电磁频率范围在8×109〜12×l09Hz，而传统雷达多采用S波段雷达，其工作的电磁波频率范围在2×109〜4×109Hz．则下列说法正确的有A．电磁波的传播需要介质B．X波段电磁波的波长比S波段电进波的波长长C．当电磁波从一种介质射入另一介质时，频率会发生变化D．在传播过程中遇到障碍物时，S波段的电磁波比X波段电兹波更容易发生明显衍射8．有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光，大额钞票的荧光防伪标志就是一例，下列说法正确的是A．改用红外线照射荧光物质也可以发出可见光B．荧光物质发出的可见光的频率比红外线的频率低C．荧光物质中的电子吸收了紫外线光子的能量D．荧光物质发出可见光的过程是电子从低能级跃迁到高能级时产生的9．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知A．当它们在真空中传播时，c光的波长最大B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最小D．对同一双缝干涉装置，a光干涉条纹之间的距离最小10．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()A．光的干涉、色散和衍射现象B．光的干涉、衍射和色散现象C．光的衍射、色散和干涉现象D．光的衍射、干涉和色散现象11．如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是A．增大④和⑤之间的距离B．增大③和④之间的距离C．将绿色滤光片改成蓝色滤光片D．增大双缝之间的距离12．下列说法正确的是：A．根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在变化的磁场B．红外线遥感技术是利用红外线的化学作用C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线比红外线的热效应显著D．工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力13．如图所示的双缝干涉实验装置中，当使用波长为6×10﹣7m的橙光做实验时，光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为4×10﹣7m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗纹情况是（）A．P和P1都是亮纹B．P是亮纹，P1是暗纹C．P是暗纹，P1是亮纹D．P和P1都是暗纹14．在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则A．中间条纹间距较两侧更宽B．不同色光形成的条纹完全重合C．双缝间距离越大，条纹间距也越大D．遮住一条缝后，仍有明暗相间的条纹15．下列说法中正确的是（）A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生明线光谱D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱16．下列说法正确的是（）A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在B．光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理C．光的偏振现象说明光是纵波D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的17．下列说法正确的是A．麦克斯韦证实了电磁波的存在B．在医学上常用红外线来杀菌消毒C．LC振荡电路中当电容器的电荷量最大时，线圈中的电流最大D．调幅和调频是电磁波调制的两种方法18．第一次通过实验捕捉到电磁波，证明了麦克斯韦电磁场理论正确性的科学家是( )A．法拉第B．安培C．奥斯特D．赫兹.比较19．如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光a、b、c三束光，可知( )A．a为波长较长的光B．当它们在真空中传播时，a光的速度最大C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大20．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）．则一下说法中正确的是（）A．a光的频率比b光大B．水对a光的折射率比b光大C．a光在水中的传播速度比b光大D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄21．下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是不正确的( )A．用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理B．B 光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄22．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．不可能产生干涉和衍射现象23．电磁波与机械波具有的共同性质是( )A．都是横波B．都能传输能量C．都能在真空中传播D．都具有恒定的波速24．下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中以光速c传播B．在空气中传播的声波是横波C．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播25．ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光()A．在真空中，a光的传播速度比b光的大B．在棱镜内，a光的传播速度比b光的小C．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．C【解析】【详解】A、肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的.故A错误．B、天空中彩虹是白光的折射率不同，从而出现光的色散现象，故B错误．C、圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光绕过阻碍物射到中心位置，这是光的衍射现象造成的，故C正确．D、增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误．故选C．【点睛】解决本题的关键掌握衍射条纹和干涉条纹的特点，单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距．双缝干涉条纹等宽、等间距，但也有干涉条纹不等间距（如牛顿环）．2．A解析：A【解析】【分析】【详解】由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b光折射率，若a为蓝光，b可能为红光．故A正确，D错误．由cvn=，知a光的折射率大于b光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小，故B错误．由临界角公式1sinCn=分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，故C错误．故选A.【点睛】本题是光的色散问题，考查光的折射定律的应用问题；要知道在七种色光中，紫光的折射率是最大的，在同样条件下，其偏折角最大．在介质中传播速度最小，临界角最小；可结合光的色散实验结果进行记忆；3．B解析：B【解析】【分析】【详解】A．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关，故A错误；B．能完全吸收入射的各种波长的电磁波的理想物体叫做黑体，故B正确；C．单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片会出现完整的衍射图样，故C错误；D．光子通过单缝后，体现的是粒子性，故D错误。
高三物理物理光学试题答案及解析
高三物理物理光学试题答案及解析1.（4分）如图，在“观察光的衍射现象”试验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将（选填：“增大”、“减小”或“不变”）；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只是在情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
【答案】减小光的波长比障碍物小的多【解析】缝隙越窄，条纹宽度越小，衍射条纹越宽，衍射现象越明显，当增加缝宽时，衍射条纹变窄，条纹间距变小。
当条纹足够宽时，几乎看不到条纹，衍射不明显，所以只有在光的波长比障碍物小的多时才可以把光的传播看做直线传播。
【考点】单缝衍射2.如图为光纤电流传感器示意图，它用来测量高压线路中的电流.激光器发出的光经过左侧偏振元件后变成线偏振光，该偏振光受到输电线中磁场作用，其偏振方向发生旋转，通过右侧偏振元件可测得最终偏振方向，由此得出高压线路中电流大小.图中左侧偏振元件是起偏器，出射光的偏振方向与其透振方向，右侧偏振元件称为 .【答案】相同…………（2分）（填“一致”或“平行”同样给分）检偏器【解析】由偏振现象可知左侧偏振元件是起偏器，出射光的偏振方向与其透振方向相同，右侧偏振元件称为检偏器3.对光的波粒二象性的理解，正确的是（）A．凡是光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释B．波粒二象性就是微粒说与波动说的统一C．一切粒子的运动都具有波粒二象性D．大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性【答案】CD【解析】光的波动性和粒子性是光在不同条件下的具体表现，具有统一性；光子数量少时，粒子性强，数量多时，波动性强；频率高粒子性强，波长大波动性强，所以CD正确。
4. 1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（）A．同时的绝对性与同时的相对性B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D．相对性原理与光速不变原理【答案】D【解析】905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是相对性原理与光速不变原理，D对；5.（05年天津卷）某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34J s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是（）A．5.3×1014HZ，2.2J B．5.3×1014HZ，4.4×10-19JC．3.3×1033HZ，2.2J D．3.3×1033HZ，4.4×10-19J【答案】B【解析】逸出功等于极限频率与普朗克常量的乘积，所以极限频率为5.3×1014HZ，由光电效应方程，光电子的最大动能为4.4×10-19J，B对；6.若已知两狭缝间距为1 mm,双缝到屏的距离为200 cm,屏上得到的干涉图样如图所示,请根据图中的测量数据,求出该单色光的波长和频率.【答案】λ=5×10-7 m f=6×1014 Hz【解析】由图可知Δx=cm="0.1" cmΔx=λ.λ= m=5×10-7 mf= Hz=6×1014 Hz点评:根据双缝干涉条纹特点和决定条纹间距的因素分析讨论.再根据图中的测量结果,可求出相邻亮纹间距Δx;由Δx=λ,f=,然后求出λ及f.7.(8分)(1)如图3所示是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．则：①减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离将________；②增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离将________；③将绿光换为红光，干涉条纹间的距离将________．(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)如图4甲所示，横波1沿BP方向传播，B质点的振动图象如图乙所示；横波2沿CP方向传播，C质点的振动图象如图丙所示．两列波的波速都为20 cm/s.P质点与B质点相距40 cm，P 质点与C质点相距50 cm，两列波在P质点相遇，则P质点振幅为()A．70 cm B．50 cmC．35 cm D．10 cm【答案】(1)①增大②增大③增大(2)A【解析】(1)由Δx＝可知，当d减小，Δx将增大；当l增大时，Δx增大；当把绿光换为红光时，λ增长，Δx增大．(2)波1和2的周期均为1 s，它们的波长为：λ1＝λ2＝vT＝20 cm.由于BP＝2λ，CP＝2.5λ.t＝0时刻B质点的位移为0且向上振动，经过2.5T波1传播到P质点并引起P质点振动T，此时其位移为0且振动方向向下；t＝0时刻C质点的位移为0且向下振动，经过2.5T波2刚好传到P质点，P质点的位移为0且振动方向也向下；所以两列波在P质点引起的振动是加强的，P质点振幅为两列波分别引起的振幅之和，为70 cm，A正确．8.在柏油马路和湖面上常常遇到耀眼的炫光，它使人的视觉疲劳．这些天然的炫光往往是光滑表面反射而来的镜式反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果，漫反射光是非偏振光，而镜式反射光一般是部分偏振光．由于它们是从水平面上反射的，光线的入射面是垂直的，所以反射光含有大量振动在水平方向的偏振光．要想消除这种炫光，只要将光线中的水平振动成分减弱些就可以了．同理，要想消除从竖直面反射来的炫光，如玻璃窗反射来的炫光，所用偏振轴应取水平方向．请回答下列两个问题：(1)某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使影像清晰，这是利用什么原理？(2)市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片，为什么不用普通的带色玻璃片而用偏振片？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？【答案】见解析【解析】(1)在某些特定环境下，如拍摄池水中的游动的鱼时，由于水面反射光的干扰，影像会不清楚，在镜头前装一片偏振片，清除反射光(反射光为偏振光)，影像就变得清晰．(2)这种太阳镜是为了消除柏油马路和湖面上反射的耀眼的炫光，因此应用偏振片而不是带色的普通玻璃片．该反射光为水平方向的偏振光，故应使镜片的透振方向竖直．9. (2011年东阳中学高三月考)用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象．现改为频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是()A．如果ν2＞ν1，能够发生光电效应B．如果ν2＜ν1，不能够发生光电效应C．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能增大D．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能不受影响【答案】AC.【解析】对一定的金属，入射光的频率必须大于或等于某一频率ν时才会产生光电效应，频率ν称为截止频率，如果入射光的频率低于截止频率ν，则不论光强多大，照射时间多长，都不会产生光电效应，不同的金属有不同的截止频率．所以当ν2＞ν1时能够发生光电效应，ν2＜ν1时不一定能够发生光电效应，A正确，B错误；又光电子的初动能随着入射光频率的增加而线性增加，所以当ν2＞ν1时逸出光电子的初动能增大，C正确，D错误．10. (2011年镇海中学检测)下列有关光现象的说法中正确的是()A．在太阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是光的色散现象B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽C．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大D．光的偏振现象说明光是一种横波【答案】BCD.【解析】A是光的干涉现象，故A错；因为λ绿＜λ黄，由Δx＝λ知，条纹间距变宽，B对；由全反射条件知C对；偏振是横波特有的现象，D对．11.在观察光衍射的实验中，分别观察到如图甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样，图中黑线为暗纹．那么障碍物应是()A．乙图对应的是很小的不透明圆板B．甲图对应的是很大的不透明圆板C．乙图对应的是很大的中间有大圆孔的不透明挡板D．甲图对应的是很大的中间有小圆孔的不透明挡板【答案】AD.【解析】比较两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的不透明圆板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔，D项正确；乙图的背景为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑，A项正确．12.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象【答案】选D.【解析】用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象,A错;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象,B错;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,C错;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,D正确.13. (2011·福建福州)下列说法正确的是 ()A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B．用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰【答案】D【解析】太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象，A错；用光导纤维传送图像信息是利用了光的全反射，B错；眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象，C错；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D对．14.一亮度可调的台灯（由滑动变阻器与灯泡串联来调节亮度），白炽灯泡上标有“220V，40W”的字样，台灯最暗时灯泡的功率为10W，此时台灯消耗的功率为_____W；若灯泡消耗的电能有1%转化为频率为5´1014Hz的光子，该灯泡最暗时每秒钟可发出______个该频率的光子。
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第二部分（50 分）
1、 我们多以点光源来讨论分波前法干涉装置，实际实验装置中常采用缝光源。问： （1） 缝光源与点光源相比有什么好处？ （2） 缝光源的走向应该怎样使干涉条纹既清晰又明亮？ （3） 如何在实验中把钠光灯、水银灯变成缝光源？ （4） 实验室获得的缝光源上各点是完全相干的、完全不相干的、部分相干的？说明理 由。
反射系数：
。
5、迈克耳逊干涉仪的反射镜 M1 移动 0.15mm 时，干涉条纹冒出了 500 条，则照射光波的波 尽可能的大；（3）第 6 级谱线缺级；（4）对于波长为 600nm 的三级谱线能分辨 0.04nm 的波长
长为
。
差。选定光栅的参数后，问在透镜的焦面上只能看见波长 600nm 的几条谱线？
G1
G2
3、 F-P 标准具的间隔为 0.8835mm，对于波长为 589nm 的光
一、填空题（30 分）
波，条纹系中心的干涉级为多少？如果照明光波包含 589nm
1、一列沿 x 方向传播的余弦平面波当 t 0 时在 x 0处具有最大值，问其初相位为
。 和稍大于 589nm 的两种光波，他们的环条纹距离为 1/20 条
R
2、两列光波发生干涉必要的条件为： 3、一频率为 5×1014Hz 的球面波，距离 1m 处的振幅为 5V/m，则距离波源 3m 处的振幅为
。 。 纹间距，试求未知光波的波长。
图1
4、一束光波正入射到折射率为 1.6 的玻璃的表面，则 S 波的透射系数为
，P 波 4、设计一块光栅，要求：（1）使波长为 600nm 的第三级谱线的衍射角小于等于 300；（2）色散
9、平面光波在晶体中传播时，晶体的三个主折射率分别为 nx , ny , nz ，则对于单轴晶体，主
折射率应满足的条件
。
二、计算题（70 分）
1、过一理想偏振片观察部分偏振光，当偏振片从最大光强方位转过 60o 时，光强变为原来
光轴
的 5／8，求
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
界面
光轴
（1）此部分偏振光中线偏振光与自然光强度之比； （2）入射光的偏振度； （3）旋转偏振片时最小透射光强与最大透射光强之比； （4）当偏振片从最大光强方位转过 45o 时的透射光强与最大光强之比．
图2 7、设有一个振幅为 Eo，沿 x 方向振动的线偏振光，先通过一透振方向与 x 轴成 45°的偏振片， 再通过一快轴沿 x 轴方向放置的方解石 /4 波片，利用琼斯矩阵法求出射光的偏振态及强度。
2、楔形薄层的干涉条纹可用来检验机械工厂里作为长度标准的端规。如图 1，G1 是待测规， G2 是同一长度的标准规，T 是放在两规之上的透明玻璃板。假设在波长 λ=600nm 的单色光
根据已知参数，比较光栅、棱镜、法布里—珀罗干涉仪三者的分光性能：（1）分辨本领； （2）色散本领；（3）自由光谱范围。
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6、若已知杨氏干涉实验中，两干涉小孔距离为 1mm，波长为 550nm 光源与两相干小孔距离
为 20cm，则光源的许可宽度为
。
7、若衍射屏是菲涅耳波带片，该波带片对波长 600nm 的焦距为 0.5m，波带片有 10 个偶数
开带，波带片的直径为
8、若入设光波为右旋圆偏振光波，经λ /4 波片后光波的偏振态为
线
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西安工业大学试题纸
色光垂直照射下，玻璃板和端规之间的楔形空气层产生干涉
学年学期
2011-2012
课程名称 物理光学
A卷
T
命题教师
试题库
审批
考试形式 闭卷
考试类型
考试
条纹，在 10mm 区域内观察到 5 个条纹，两端规之间的距离
使用班级 学生班级
09 级
姓名
考试时间
学号
考试地点 备注
为 50mm，问两端规的长度差。
5、假设一束直径为 1.8mm 的氦氖激光（632.8nm）自地球发向月球，已知月球到地面的距离为 380000km，问在月球上接收到的光斑的大小？若此激光束扩束到 0.1m 再射向月球，月球上接 收到光斑大小？ 6、利用惠更斯作图法做出如图 2 所示晶体中双射 o 光和 e 光的传播方向和振动方向，设晶体为 负单轴晶体。
订
装
命题教师：1.出题用小四号、宋体输入打印， 纸张大小为 8K. 考 生：1.不得用红色笔，铅笔答题，不得在试题纸外的其他纸张上答题，否则试卷无效。2.参加同卷考试的学生必须在“备注”栏中填写“同卷”字样。3.考试作弊者，给予留校察看处分；叫他人代考或代他人考试者，双方均给予开除学籍处理。并取消授予学士学位资
2、一束线偏振光通过透光轴与 x 轴夹角为-45︒的偏振片后，相继通过快轴沿 x 轴的半波片 和 1/4 波片、快轴与 x 轴夹角为 45︒的 1/4 波片后，试用琼斯矩阵计算透射光波的偏振态。 3、已知参数：光栅宽度 5cm，刻线密度 600 条/mm；棱镜底边 5cm，顶角 60︒，折射率 1.5， 色散率 0.6×10-4/nm；法布里—珀罗干涉仪腔长 5 cm，反射率 0.99。