光学答案

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\[ C =\arcsin(0.6667) \]。

一、判断题1. 光程是光在介质中传播的几何路程。

（× ）2. 光在折射率为n 的介质中传播距离为d 时，光程也为d 。

（ × ）3. 在劈尖干涉实验中，若劈尖角变大，其他条件不变，则干涉条纹间隔会变大。

（ × ）4. 在杨氏双缝干涉实验中，减小狭缝之间的距离，其他条件不变，则接收屏上的条纹间隔会变大（√）5. 在单缝衍射实验中，增大单缝的宽度，则接收屏上的条纹间隔会变小。

（ √ ）6. 根据光的偏振理论，经过偏振片后有消光现象的入射光一定是线偏振光。

（ √ ）7. 在单缝夫琅和费衍射实验中，按“半波带”法分析，就是将缝宽按入射光波长的一半来划分，若缝宽为半波长的偶数倍，则相应级次的条纹为明条纹。

（ × ） 8. 自然光一定不是单色光，而线偏振光一定是单色光。

（ × ） 9. 若两束光的频率相等，则两束光相遇就可以产生干涉。

（ × ） 10. 将牛顿环装置放入水中，则观察到牛顿环将向中心收缩。

（ √ ） 11. 光学仪器的分辨本领与光学仪器的口径成正比。

（ √ ） 12. 在单缝衍射中，越远离屏幕中心的条纹亮度越暗。

（ √ ） 13. 空气牛顿环的反射光线干涉图像中心一定是一个暗斑。

（ √ ） 14. 当自然光以布儒斯特角入射到介质表面时，反射光线和折射光线都是线偏振光。

（ × ） 二、填空题1.波长为λ的单色光在折射率为n 的介质中，由a 点传播到b 点相位变化了8π，则a 、b 两点之间的几何距离为4nλ。

2. 真空中波长为λ的单色光，在折射率23=n 的介质中传播，若由S 点传到P 点时，相位变化为π，则S、P 间的几何路程为2nλ；光程为2λ。

3.在杨氏双缝干涉实验中，如果屏幕向狭缝靠近，干涉条纹变__密__ ___，若缝距变小，干涉条纹变____疏__。

（填“疏”或“密”）4. 一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜的最小厚度为4nλ。

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。

光学原理习题答案1. 一束光线从空气射入玻璃，发生折射现象。

如果光线的入射角为30°，玻璃的折射率为1.5，求折射后光线的折射角。

解，根据折射定律可知，入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为n=sin(i)/sin(r)。

代入已知数据，得到sin(30°)/sin(r)=1.5，解得sin(r)=sin(30°)/1.5，r=arcsin(sin(30°)/1.5)，计算得到 r≈20°。

2. 一束光线从水中射入空气，发生折射现象。

如果光线的入射角为45°，水的折射率为1.33，求折射后光线的折射角。

解，同样根据折射定律可知，入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为 n=sin(i)/sin(r)。

代入已知数据，得到 sin(45°)/sin(r)=1.33，解得sin(r)=sin(45°)/1.33，r=arcsin(sin(45°)/1.33)，计算得到 r≈33.75°。

3. 一束光线从空气射入玻璃，发生全反射现象。

如果光线的入射角为45°，玻璃的折射率为1.5，求临界角。

解，根据全反射的条件，当入射角大于临界角时，光线发生全反射。

临界角可以通过折射定律的反推得到，即 sin(c)=1/n，代入已知数据，得到 sin(c)=1/1.5，c=arcsin(1/1.5)，计算得到 c≈41.81°。

4. 一束光线从玻璃射入水，发生折射现象。

如果光线的入射角为60°，水的折射率为1.33，求折射后光线的折射角。

解，根据折射定律可知，入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为n=sin(i)/sin(r)。

代入已知数据，得到 sin(60°)/sin(r)=1.33，解得sin(r)=sin(60°)/1.33，r=arcsin(sin(60°)/1.33)，计算得到 r≈43.3°。

光学考研试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的波长为500纳米，其频率是多少？A. 3.33×10^15 HzB. 6.00×10^14 HzC. 5.00×10^14 HzD. 4.00×10^14 Hz2. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 杨氏双缝实验B. 薄膜干涉C. 光的衍射D. 光的折射3. 光的偏振现象说明了什么？A. 光是粒子B. 光是横波C. 光是纵波D. 光是电磁波4. 以下哪个不是光的衍射现象？A. 单缝衍射B. 双缝衍射C. 圆孔衍射D. 折射5. 光的全反射现象发生在什么条件下？A. 光从光密介质进入光疏介质B. 光从光疏介质进入光密介质C. 入射角大于临界角D. 入射角小于临界角二、简答题（每题10分，共20分）6. 请简述光的干涉条件。

7. 什么是光的偏振现象？请举例说明。

三、计算题（每题15分，共30分）8. 假设有一个单缝衍射实验，缝宽为0.5毫米，光波长为500纳米，求第一级暗纹与中央亮纹之间的距离，假设观察屏到缝的距离为1米。

9. 一个光束从空气射入水中，折射率为1.33。

如果入射角为30度，请计算折射角。

四、论述题（每题15分，共30分）10. 论述光的波动性与粒子性的实验证据。

11. 讨论全反射在光纤通信中的应用。

答案一、选择题1. B. 6.00×10^14 Hz（根据公式v = c/λ，其中v是频率，c是光速，λ是波长）2. D. 光的折射（折射不属于干涉现象）3. B. 光是横波（偏振现象表明光的振动方向与传播方向垂直）4. D. 折射（折射是光从一种介质进入另一种介质时方向的改变，不是衍射现象）5. C. 入射角大于临界角（全反射发生在光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角）二、简答题6. 光的干涉条件是两束光的频率相同，相位差恒定，且光程差小于或等于半个波长。

7. 光的偏振现象是指光波振动方向的特定取向，例如通过偏振片的光只在一个平面上振动。

光学考研试题及答案一、选择题1. 光的波动理论是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 惠更斯答案：D2. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 双缝干涉B. 单缝衍射C. 薄膜干涉D. 光的偏振答案：D二、填空题1. 光的传播速度在真空中是_________米/秒。

答案：2997924582. 光的折射定律是由_________发现的。

答案：斯涅尔三、简答题1. 简述光的衍射现象及其特点。

答案：光的衍射现象是指光绕过障碍物或通过狭缝时，光线发生弯曲传播的现象。

其特点包括：光波的弯曲传播、衍射图样的产生，以及光强分布的不均匀性。

2. 什么是全反射现象？请说明其发生的条件。

答案：全反射现象是指当光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于临界角时，光线不再折射进入光疏介质，而是全部反射回光密介质。

发生的条件是：光从光密介质向光疏介质传播，且入射角大于临界角。

四、计算题1. 已知某介质的折射率为1.5，求光在该介质中的传播速度。

答案：光在真空中的传播速度为299792458米/秒，根据折射率公式v=c/n，其中c为光在真空中的速度，n为折射率，代入数值得v=299792458/1.5=199861638.67米/秒。

2. 某单色光波长为500纳米，求其在空气中的波长。

答案：单色光在空气中的波长与真空中相同，即为500纳米。

五、论述题1. 论述光的偏振现象及其在光学中的应用。

答案：光的偏振是指光波振动方向的有序排列。

自然光是无序振动的，而偏振光则是振动方向一致的光。

偏振现象在光学中有广泛应用，如偏振镜可以消除反射光，偏振片用于液晶显示器的背光系统，以及偏振光在光学通信中的应用等。

2. 论述光的干涉现象及其在光学测量中的应用。

答案：光的干涉是指两束或多束相干光波相遇时，光强分布发生变化的现象。

干涉现象在光学测量中有重要应用，如干涉仪用于测量微小的长度变化，激光干涉仪用于精密测量和校准，以及干涉法在光学薄膜厚度测量中的应用等。

光学试题及答案一、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，光线的传播方向发生改变。

这种现象是由于光在不同介质中的传播速度不同造成的。

以下哪种情况不属于光的折射现象？A. 光从空气进入水中B. 光从水中进入空气C. 光从玻璃进入空气中D. 光从空气中进入玻璃中答案：D2. 以下哪项不是光的干涉现象的特点？A. 需要两束相干光B. 干涉条纹是光强的分布C. 干涉条纹是光的频率分布D. 干涉条纹的间距与波长有关答案：C二、填空题1. 光的三原色是______、______、______。

答案：红、绿、蓝2. 根据斯涅尔定律，当光从空气斜射入水中时，折射角______入射角。

答案：小于三、简答题1. 请简述光的偏振现象及其应用。

答案：光的偏振是指光波振动方向的有序排列。

自然光的振动方向是随机的，而偏振光则具有特定的振动方向。

偏振现象的应用包括偏振眼镜减少眩光，偏振滤光片在摄影中减少反射，以及在液晶显示技术中控制光的通过。

2. 什么是全反射现象？请举例说明。

答案：全反射是指当光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时，光线不会折射进入光疏介质，而是全部反射回光密介质的现象。

例如，当光线从水中射向空气，且入射角足够大时，就可能发生全反射，形成水面上的明亮光环。

四、计算题1. 已知光在真空中的速度为\[ c = 3 \times 10^8 \] m/s，求光在折射率为1.5的介质中的传播速度。

答案：光在介质中的传播速度 \( v \) 可以通过公式 \( v =\frac{c}{n} \) 计算，其中 \( n \) 是折射率。

代入数值得到 \( v = \frac{3 \times 10^8}{1.5} = 2 \times 10^8 \) m/s。

2. 如果一束光从空气射入水中，已知入射角为30°，求折射角。

答案：根据斯涅尔定律 \( n_1 \sin(\theta_1) = n_2\sin(\theta_2) \)，其中 \( n_1 \) 和 \( n_2 \) 分别是空气和水的折射率，\( \theta_1 \) 和 \( \theta_2 \) 分别是入射角和折射角。

第五章习题解答5-2解：a sin E E O = a c o s E E e =a t a n =eoE E 在晶体内：a 22tan )(e o e o n n I I = 出了晶体以后：a 2tan =e o I I 13202.t a n ==a eo I I5-3解：由于光轴与入射面垂直，所以在入射面内各方向折射率相同，由折射定律：解：由于光轴与入射面垂直，所以在入射面内各方向折射率相同，由折射定律： o o i n sin sin =060 04831.=o i e e i n sin sin =060 06435.=e i0164.=D i mm h d 0514********0.).tan .(tan =-=D5-4解：最小偏向角公式解：最小偏向角公式 22a q a sin sinmn +=α为顶角为顶角76250305251260260000.sin .sin sin ===+n m q 006849260.=+m q2239373900¢==.m q 4791.=e n 7395026030479100.sinsin .=+=mq2235373500¢==.m q 04=D m q5-12解：2502pp lp d -=-===.)(d n n e o c α=450时E O =E e 为右旋圆偏振光为右旋圆偏振光α=-450时E O =E e 为左旋圆偏振光为左旋圆偏振光α=300时E O ≠E e为右旋正椭圆偏振光为右旋正椭圆偏振光5-13解：设晶体光轴与P 1夹角为α （1）当α= 0= 0，，π/2/2，，π，3π/2 /2 时，时，时，I=0 I=0 I=0 所以出现所以出现4次消光。

次消光。

当α=π/4/4，，3π/4/4，，5π/4/4，，7π/4 /4 时，时，时，I I 出现极大值，出现极大值， 所以出现4次极大和极小。

次极大和极小。

《光学》经典简答、探究18题答案1、（1）依次跳起解析：农夫看到牛跳起,是牛跳起时反射的光进入他的眼睛,因为三头牛距离农夫的远近不同,所以对农夫来说三头牛是依次跳起的．（2）2S1 /C解析：由图知,当在A位置的农夫合上电源开关起,电流以光速向奶牛的方向运动,当B牛受到电击跳起的景象回到农夫眼前所用总的时间为：2S1/ C ,其中C为光速（3）对于在农夫对面E点的爱因斯坦来说,由于光和电传播的速度相同,因此,他看到的是三头牛同时跳起．（4）对于同一类事件,由于观察者的位置不同,看到其发生的时间是不同的．2、红因为通过三棱镜的折射之后,红光的偏折程度最小。

3、（1）刻度尺解析：所用的主要器材有平行光源、光屏、刻度尺,光屏便于找到焦点,刻度尺测出焦距（如图）。

（2）只测一块镜片焦距和凸透镜的原焦距相等,一次实验很具有偶然性,要测量多个碎片的焦距,然后总结结论．（3）上解析：凸透镜成像能呈现在光屏上是实像．实像在光屏的上方,要么烛焰太低,要么光屏太低,所以使蜡烛上移或使光屏上移．（4）连接AO并延长,过A点作主光轴的平行线交凸透镜一点,连接该点和凸透镜的焦点F并延长,与AO的延长线交于一点A′,该点是物体AB的A点像的位置,作该点垂直于主光轴,即为AB在光屏上所成的像的大致位置．如上图所示。

4、2解析：表中快门一行每格中的数值大约总是左边相邻数值的2倍,这表示镜头进光时间只有左边相邻一挡的一半.为了保证光照能量一定,镜头进光量应该是左边一挡的2倍.这就是说,镜头的进光面积应该是左边一挡的2倍。

从圆面积公式S=π（d/2）2这表示,要使进光量扩大为原来的2倍,镜头的直径应该扩大为原来的2倍,即1.4倍·由于和"光圈"值的16实际是指镜头焦距的1/16〈依此类推〉,所以光圈一行每个数值的它右侧数值的1.4倍.用表中的数值验证一下这个关系：16/11=1.45, 11/8=1.38, 8/5.6=1.43, 5.6/4=14,4/2.8=1.43,这与我们的推断相符.所以,光圈一行最右一格的数值应该是 2.8/1.4=25、虚凸近解析：近视镜从前面观察,会由于光的反射成像,镜片是有弧度的,从前面看向外凸,与凸面镜成像是一样的,成的是虚像,离镜片越近,所成的像越大．6、sini/cosr＝1.497、（1）红花反射红色光,吸收其他颜色的光；（2）红色光的热效应较强；（3）白色花反射所有颜色的光,很少吸收色光。

光学工程考研试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光学中，光的干涉现象是由于光的：A. 波动性B. 粒子性C. 电磁性D. 热效应答案：A2. 以下哪种介质不是光学介质？A. 空气B. 水C. 玻璃D. 真空答案：D3. 光的偏振现象是由于光的：A. 波动性B. 粒子性C. 电磁性D. 热效应答案：A4. 光的反射定律中，入射角等于反射角，这指的是：A. 入射角和反射角的正弦值B. 入射角和反射角的余弦值C. 入射角和反射角的正切值D. 入射角和反射角的度数答案：D5. 光学中，透镜的焦距是指：A. 透镜中心到焦点的距离B. 透镜中心到成像平面的距离C. 透镜中心到光轴的距离D. 透镜边缘到焦点的距离答案：A6. 以下哪种光学元件可以改变光的传播方向？A. 反射镜B. 棱镜C. 透镜D. 所有以上答案：D7. 光的衍射现象是由于光的：A. 波动性B. 粒子性C. 电磁性D. 热效应答案：A8. 在光学中，光的色散是指：A. 光的折射率随波长变化B. 光的强度随波长变化C. 光的传播速度随波长变化D. 光的偏振状态随波长变化答案：A9. 光学中，光的全反射现象发生在：A. 光从光密介质进入光疏介质B. 光从光疏介质进入光密介质C. 光在两种介质的界面上D. 光在介质内部答案：B10. 以下哪种光学元件可以改变光的偏振状态？A. 反射镜B. 棱镜C. 波片D. 所有以上答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 光学中，光的干涉现象是由于光的________。

答案：波动性2. 光的偏振现象是由于光的________。

答案：电磁性3. 光的反射定律中，入射角等于反射角，这指的是________。

答案：入射角和反射角的度数4. 透镜的焦距是指________。

答案：透镜中心到焦点的距离5. 光的衍射现象是由于光的________。

答案：波动性6. 光的色散是指________。

答案：光的折射率随波长变化7. 光的全反射现象发生在________。