光學(xué)干涉儀原理與應(yīng)用考核試卷

光學(xué)干涉儀原理與應(yīng)用考核試卷考生姓名：________________答題日期：________________得分：_________________判卷人：_________________

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.光學(xué)干涉儀是基于以下哪種原理工作的？（）

A.光的波動(dòng)性

B.光的粒子性

C.光的直線傳播

D.光的折射

2.下列哪種干涉儀是基于雙光束干涉原理的？（）

A.邁克爾遜干涉儀

B.馬呂斯干涉儀

C.法布里-珀羅干涉儀

D.薄膜干涉儀

3.在邁克爾遜干涉儀中，當(dāng)兩臂的光程差為半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，干涉條紋呈現(xiàn)出什么樣的特點(diǎn)？（）

A.明暗相間的條紋

B.只有亮條紋

C.只有暗條紋

D.條紋消失

4.光學(xué)干涉儀中，兩束相干光波程差為λ/2時(shí)，干涉條紋的相位差為多少？（）

A.0

B.π/2

C.π

D.2π

5.以下哪種情況下不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象？（）

A.兩束相干光波程差為整數(shù)倍波長(zhǎng)

B.兩束相干光波程差為半波長(zhǎng)

C.兩束相干光波程差為任意值

D.兩束光的光頻率不同

6.在法布里-珀羅干涉儀中，干涉條紋的間距與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）

A.光的波長(zhǎng)

B.光的強(qiáng)度

C.光束直徑

D.氣體折射率

7.下列哪種光學(xué)干涉儀適用于測(cè)量光的波長(zhǎng)？（）

A.邁克爾遜干涉儀

B.馬呂斯干涉儀

C.法布里-珀羅干涉儀

D.薄膜干涉儀

8.光學(xué)干涉儀中，當(dāng)觀察干涉條紋時(shí)，若發(fā)現(xiàn)干涉條紋向某方向移動(dòng)，則說明以下哪種情況發(fā)生了變化？（）

A.光的頻率

B.光的相位

C.光的振幅

D.光程差

9.以下哪種現(xiàn)象可以用光學(xué)干涉儀進(jìn)行測(cè)量？（）

A.光的強(qiáng)度

B.光的相位

C.光的折射率

D.所有上述現(xiàn)象

10.在邁克爾遜干涉儀中，若將反射鏡M1向光源方向移動(dòng)，干涉條紋會(huì)發(fā)生什么變化？（）

A.向M1方向移動(dòng)

B.向M2方向移動(dòng)

C.間距變窄

D.間距變寬

11.光學(xué)干涉儀中，當(dāng)兩束相干光的光程差為波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，干涉條紋的特點(diǎn)是（）。

A.亮條紋和暗條紋交替出現(xiàn)

B.只有亮條紋

C.只有暗條紋

D.條紋間距不均勻

12.在法布里-珀羅干涉儀中，當(dāng)氣體折射率發(fā)生變化時(shí)，干涉條紋會(huì)（）。

A.向高折射率方向移動(dòng)

B.向低折射率方向移動(dòng)

C.間距變窄

D.間距變寬

13.下列哪種情況不會(huì)影響干涉條紋的間距？（）

A.光的波長(zhǎng)

B.光束直徑

C.光的強(qiáng)度

D.光程差

14.在光學(xué)干涉儀中，若觀察到的干涉條紋間距變寬，則說明（）。

A.光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)

B.光的波長(zhǎng)變短

C.光的振幅增大

D.光的振幅減小

15.以下哪種材料常用于制作光學(xué)干涉儀中的反射鏡？（）

A.鋁

B.銅

C.玻璃

D.塑料

16.在光學(xué)干涉儀中，若要觀察干涉條紋，需要保證以下哪個(gè)條件？（）

A.兩束相干光的光程差為整數(shù)倍波長(zhǎng)

B.兩束相干光的光程差為半波長(zhǎng)

C.兩束相干光的頻率相同

D.兩束相干光的相位差為π

17.下列哪種干涉儀適用于測(cè)量物體的表面形貌？（）

A.邁克爾遜干涉儀

B.馬呂斯干涉儀

C.法布里-珀羅干涉儀

D.薄膜干涉儀

18.在光學(xué)干涉儀中，當(dāng)觀察到的干涉條紋為亮條紋時(shí)，以下哪種情況是可能的？（）

A.光程差為波長(zhǎng)的一半

B.光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍

C.光程差為零

D.光程差為波長(zhǎng)的奇數(shù)倍

19.以下哪種情況下，干涉條紋的對(duì)比度會(huì)降低？（）

A.光的強(qiáng)度增大

B.光的強(qiáng)度減小

C.光束直徑增大

D.光束直徑減小

20.在光學(xué)干涉儀中，若要測(cè)量光的頻率變化，可以采用以下哪種方法？（）

A.觀察干涉條紋的間距變化

B.觀察干涉條紋的對(duì)比度變化

C.觀察干涉條紋的移動(dòng)方向

D.所有上述方法都可以

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.光學(xué)干涉儀的應(yīng)用包括以下哪些？（）

A.測(cè)量光的波長(zhǎng)

B.測(cè)量物體的表面形貌

C.研究光的傳播特性

D.以上都是

2.以下哪些因素會(huì)影響干涉條紋的間距？（）

A.光的波長(zhǎng)

B.干涉儀的幾何結(jié)構(gòu)

C.光的強(qiáng)度

D.A和B

3.邁克爾遜干涉儀的組成部分包括以下哪些？（）

A.分束鏡

B.反射鏡M1

C.反射鏡M2

D.光源

E.以上都是

4.以下哪些情況下會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋？（）

A.兩束相干光波程差為整數(shù)倍波長(zhǎng)

B.兩束相干光波程差為零

C.兩束相干光波程差為半波長(zhǎng)

D.A和C

5.法布里-珀羅干涉儀與邁克爾遜干涉儀的主要區(qū)別是（）。

A.光路結(jié)構(gòu)不同

B.適用的測(cè)量對(duì)象不同

C.干涉條紋的形成原理不同

D.A和B

6.光學(xué)干涉條紋的對(duì)比度受到以下哪些因素的影響？（）

A.光的強(qiáng)度

B.光束的相干性

C.干涉儀的穩(wěn)定性

D.A和B

7.以下哪些是薄膜干涉的特點(diǎn)？（）

A.干涉條紋間距與薄膜厚度有關(guān)

B.干涉條紋間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)

C.干涉條紋對(duì)比度與薄膜的折射率有關(guān)

D.以上都是

8.在使用光學(xué)干涉儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，以下哪些因素可能導(dǎo)致干涉條紋模糊不清？（）

A.光源的不穩(wěn)定性

B.干涉儀調(diào)整不當(dāng)

C.環(huán)境振動(dòng)干擾

D.A、B和C

9.以下哪些方法可以用來提高干涉條紋的對(duì)比度？（）

A.增加光的強(qiáng)度

B.提高光源的相干性

C.減小光束直徑

D.B和C

10.光學(xué)干涉儀在科學(xué)研究中的應(yīng)用包括（）。

A.物理學(xué)

B.化學(xué)分析

C.生物學(xué)

D.A、B和C

11.在邁克爾遜干涉儀中，若干涉條紋出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，可能的原因有（）。

A.分束鏡不完全垂直

B.反射鏡M1或M2不在同一水平面上

C.光源位置發(fā)生變化

D.A和B

12.以下哪些干涉儀利用了多光束干涉原理？（）

A.邁克爾遜干涉儀

B.法布里-珀羅干涉儀

C.馬呂斯干涉儀

D.B和C

13.光學(xué)干涉儀中，以下哪些現(xiàn)象會(huì)影響干涉條紋的移動(dòng)？（）

A.光源頻率的變化

B.反射鏡的移動(dòng)

C.干涉儀的溫度變化

D.A和B

14.在干涉條紋的觀察中，以下哪些因素可能導(dǎo)致條紋對(duì)比度下降？（）

A.光束直徑過大

B.光束的相干性降低

C.環(huán)境中的散射光

D.A、B和C

15.以下哪些技術(shù)可以用于提高干涉儀的測(cè)量精度？（）

A.鎖相技術(shù)

B.數(shù)值模擬

C.光學(xué)濾波技術(shù)

D.A、B和C

16.光學(xué)干涉儀在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括（）。

A.表面粗糙度測(cè)量

B.鏡面加工質(zhì)量檢測(cè)

C.光學(xué)元件檢測(cè)

D.A、B和C

17.以下哪些情況下，光學(xué)干涉條紋的觀察會(huì)受到影響？（）

A.光路中有灰塵顆粒

B.光源發(fā)出的光不是相干光

C.干涉儀的部件有磨損

D.A、B和C

18.在使用邁克爾遜干涉儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，以下哪些操作步驟是必要的？（）

A.調(diào)整反射鏡M1和M2的位置，使干涉條紋出現(xiàn)

B.確保光源發(fā)出的光具有足夠的相干性

C.觀察干涉條紋的移動(dòng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄

D.A、B和C

19.以下哪些因素會(huì)影響法布里-珀羅干涉儀中干涉條紋的間距？（）

A.光的波長(zhǎng)

B.干涉腔的長(zhǎng)度

C.氣體介質(zhì)的折射率

D.A、B和C

20.光學(xué)干涉儀的校準(zhǔn)過程中，以下哪些操作是正確的？（）

A.調(diào)整干涉儀的光路，確保光路暢通

B.檢查光源的穩(wěn)定性和相干性

C.觀察干涉條紋，確認(rèn)干涉儀工作正常

D.A、B和C

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.光學(xué)干涉儀中，兩束相干光的光程差為λ/2時(shí)，干涉條紋呈現(xiàn)出______的特點(diǎn)。（）

2.在邁克爾遜干涉儀中，當(dāng)反射鏡M1與M2之間的距離變化時(shí)，干涉條紋會(huì)______。（）

3.法布里-珀羅干涉儀中，干涉條紋的間距與______成反比。（）

4.光學(xué)干涉條紋的對(duì)比度受到光束______的影響。（）

5.薄膜干涉中，干涉條紋的間距與薄膜的______有關(guān)。（）

6.在光學(xué)干涉儀中，若觀察到的干涉條紋向某一方向移動(dòng)，說明光程差發(fā)生了______變化。（）

7.為了獲得穩(wěn)定的干涉條紋，光源需要具有較好的______。（）

8.邁克爾遜干涉儀通過調(diào)整______來改變兩束相干光的光程差。（）

9.光學(xué)干涉儀常用于測(cè)量光的______和______。（）

10.在干涉條紋的觀察中，若要增加對(duì)比度，可以采取減小光束直徑、提高光源相干性和______等方法。（）

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫√，錯(cuò)誤的畫×）

1.光學(xué)干涉儀是基于光的波動(dòng)性原理工作的。（）

2.在邁克爾遜干涉儀中，當(dāng)兩臂的光程差為零時(shí)，干涉條紋最亮。（）

3.法布里-珀羅干涉儀中，干涉條紋的間距與氣體介質(zhì)的折射率無關(guān)。（）

4.光的強(qiáng)度不會(huì)影響光學(xué)干涉條紋的對(duì)比度。（）

5.薄膜干涉儀可以用來測(cè)量薄膜的厚度。（）

6.在光學(xué)干涉儀中，兩束相干光的頻率必須完全相同才能觀察到干涉現(xiàn)象。（）

7.邁克爾遜干涉儀可以用來測(cè)量物體的表面形貌。（）

8.光學(xué)干涉儀的干涉條紋間距只與光的波長(zhǎng)有關(guān)。（）

9.環(huán)境中的振動(dòng)不會(huì)影響光學(xué)干涉儀的測(cè)量結(jié)果。（）

10.提高光源的相干性可以增加干涉條紋的對(duì)比度。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述邁克爾遜干涉儀的工作原理，并說明其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)。

2.法布里-珀羅干涉儀與邁克爾遜干涉儀在結(jié)構(gòu)上有何不同？它們各自適用于哪些類型的測(cè)量？

3.解釋光學(xué)干涉條紋的形成原理，并討論影響干涉條紋對(duì)比度的因素。

4.薄膜干涉儀是如何測(cè)量薄膜厚度的？請(qǐng)描述其工作過程，并列舉幾種可能影響測(cè)量精度的因素。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.A

2.A

3.B

4.B

5.D

6.D

7.C

8.D

9.D

10.A

11.A

12.A

13.A

14.A

15.A

16.C

17.A

18.C

19.A

20.D

二、多選題

1.D

2.A,B

3.E

4.A,B

5.A,B

6.A,B

7.A,B

8.A,B,C

9.B,C

10.D

11.A,B

12.B

13.A,B

14.A,B,C

15.A,B,C

16.D

17.A,B,C

18.D

19.A,B,C

20.D

三、填空題

1.明暗相間的條紋

2.移動(dòng)

3.干涉腔的長(zhǎng)度

4.相干性

5.厚度

6.增減

7.相干性

8.反射鏡M1和M2的位置

9.波長(zhǎng)、折射率

10.減小環(huán)境干擾

四、判斷題

1.√

2.√

3.×

4.×

5.√

6.×

7.√

8.