光学干涉仪原理与应用考核试卷

光学干涉仪原理与应用考核试卷考生姓名：________________答题日期：________________得分：_________________判卷人：_________________

一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.光学干涉仪是基于以下哪种原理工作的？（）

A.光的波动性

B.光的粒子性

C.光的直线传播

D.光的折射

2.下列哪种干涉仪是基于双光束干涉原理的？（）

A.迈克尔逊干涉仪

B.马吕斯干涉仪

C.法布里-珀罗干涉仪

D.薄膜干涉仪

3.在迈克尔逊干涉仪中，当两臂的光程差为半个波长时，干涉条纹呈现出什么样的特点？（）

A.明暗相间的条纹

B.只有亮条纹

C.只有暗条纹

D.条纹消失

4.光学干涉仪中，两束相干光波程差为λ/2时，干涉条纹的相位差为多少？（）

A.0

B.π/2

C.π

D.2π

5.以下哪种情况下不会产生干涉现象？（）

A.两束相干光波程差为整数倍波长

B.两束相干光波程差为半波长

C.两束相干光波程差为任意值

D.两束光的光频率不同

6.在法布里-珀罗干涉仪中，干涉条纹的间距与以下哪个因素有关？（）

A.光的波长

B.光的强度

C.光束直径

D.气体折射率

7.下列哪种光学干涉仪适用于测量光的波长？（）

A.迈克尔逊干涉仪

B.马吕斯干涉仪

C.法布里-珀罗干涉仪

D.薄膜干涉仪

8.光学干涉仪中，当观察干涉条纹时，若发现干涉条纹向某方向移动，则说明以下哪种情况发生了变化？（）

A.光的频率

B.光的相位

C.光的振幅

D.光程差

9.以下哪种现象可以用光学干涉仪进行测量？（）

A.光的强度

B.光的相位

C.光的折射率

D.所有上述现象

10.在迈克尔逊干涉仪中，若将反射镜M1向光源方向移动，干涉条纹会发生什么变化？（）

A.向M1方向移动

B.向M2方向移动

C.间距变窄

D.间距变宽

11.光学干涉仪中，当两束相干光的光程差为波长整数倍时，干涉条纹的特点是（）。

A.亮条纹和暗条纹交替出现

B.只有亮条纹

C.只有暗条纹

D.条纹间距不均匀

12.在法布里-珀罗干涉仪中，当气体折射率发生变化时，干涉条纹会（）。

A.向高折射率方向移动

B.向低折射率方向移动

C.间距变窄

D.间距变宽

13.下列哪种情况不会影响干涉条纹的间距？（）

A.光的波长

B.光束直径

C.光的强度

D.光程差

14.在光学干涉仪中，若观察到的干涉条纹间距变宽，则说明（）。

A.光的波长变长

B.光的波长变短

C.光的振幅增大

D.光的振幅减小

15.以下哪种材料常用于制作光学干涉仪中的反射镜？（）

A.铝

B.铜

C.玻璃

D.塑料

16.在光学干涉仪中，若要观察干涉条纹，需要保证以下哪个条件？（）

A.两束相干光的光程差为整数倍波长

B.两束相干光的光程差为半波长

C.两束相干光的频率相同

D.两束相干光的相位差为π

17.下列哪种干涉仪适用于测量物体的表面形貌？（）

A.迈克尔逊干涉仪

B.马吕斯干涉仪

C.法布里-珀罗干涉仪

D.薄膜干涉仪

18.在光学干涉仪中，当观察到的干涉条纹为亮条纹时，以下哪种情况是可能的？（）

A.光程差为波长的一半

B.光程差为波长的整数倍

C.光程差为零

D.光程差为波长的奇数倍

19.以下哪种情况下，干涉条纹的对比度会降低？（）

A.光的强度增大

B.光的强度减小

C.光束直径增大

D.光束直径减小

20.在光学干涉仪中，若要测量光的频率变化，可以采用以下哪种方法？（）

A.观察干涉条纹的间距变化

B.观察干涉条纹的对比度变化

C.观察干涉条纹的移动方向

D.所有上述方法都可以

二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.光学干涉仪的应用包括以下哪些？（）

A.测量光的波长

B.测量物体的表面形貌

C.研究光的传播特性

D.以上都是

2.以下哪些因素会影响干涉条纹的间距？（）

A.光的波长

B.干涉仪的几何结构

C.光的强度

D.A和B

3.迈克尔逊干涉仪的组成部分包括以下哪些？（）

A.分束镜

B.反射镜M1

C.反射镜M2

D.光源

E.以上都是

4.以下哪些情况下会产生稳定的干涉条纹？（）

A.两束相干光波程差为整数倍波长

B.两束相干光波程差为零

C.两束相干光波程差为半波长

D.A和C

5.法布里-珀罗干涉仪与迈克尔逊干涉仪的主要区别是（）。

A.光路结构不同

B.适用的测量对象不同

C.干涉条纹的形成原理不同

D.A和B

6.光学干涉条纹的对比度受到以下哪些因素的影响？（）

A.光的强度

B.光束的相干性

C.干涉仪的稳定性

D.A和B

7.以下哪些是薄膜干涉的特点？（）

A.干涉条纹间距与薄膜厚度有关

B.干涉条纹间距与光的波长有关

C.干涉条纹对比度与薄膜的折射率有关

D.以上都是

8.在使用光学干涉仪进行测量时，以下哪些因素可能导致干涉条纹模糊不清？（）

A.光源的不稳定性

B.干涉仪调整不当

C.环境振动干扰

D.A、B和C

9.以下哪些方法可以用来提高干涉条纹的对比度？（）

A.增加光的强度

B.提高光源的相干性

C.减小光束直径

D.B和C

10.光学干涉仪在科学研究中的应用包括（）。

A.物理学

B.化学分析

C.生物学

D.A、B和C

11.在迈克尔逊干涉仪中，若干涉条纹出现不均匀的现象，可能的原因有（）。

A.分束镜不完全垂直

B.反射镜M1或M2不在同一水平面上

C.光源位置发生变化

D.A和B

12.以下哪些干涉仪利用了多光束干涉原理？（）

A.迈克尔逊干涉仪

B.法布里-珀罗干涉仪

C.马吕斯干涉仪

D.B和C

13.光学干涉仪中，以下哪些现象会影响干涉条纹的移动？（）

A.光源频率的变化

B.反射镜的移动

C.干涉仪的温度变化

D.A和B

14.在干涉条纹的观察中，以下哪些因素可能导致条纹对比度下降？（）

A.光束直径过大

B.光束的相干性降低

C.环境中的散射光

D.A、B和C

15.以下哪些技术可以用于提高干涉仪的测量精度？（）

A.锁相技术

B.数值模拟

C.光学滤波技术

D.A、B和C

16.光学干涉仪在工业检测领域的应用包括（）。

A.表面粗糙度测量

B.镜面加工质量检测

C.光学元件检测

D.A、B和C

17.以下哪些情况下，光学干涉条纹的观察会受到影响？（）

A.光路中有灰尘颗粒

B.光源发出的光不是相干光

C.干涉仪的部件有磨损

D.A、B和C

18.在使用迈克尔逊干涉仪进行测量时，以下哪些操作步骤是必要的？（）

A.调整反射镜M1和M2的位置，使干涉条纹出现

B.确保光源发出的光具有足够的相干性

C.观察干涉条纹的移动，进行数据记录

D.A、B和C

19.以下哪些因素会影响法布里-珀罗干涉仪中干涉条纹的间距？（）

A.光的波长

B.干涉腔的长度

C.气体介质的折射率

D.A、B和C

20.光学干涉仪的校准过程中，以下哪些操作是正确的？（）

A.调整干涉仪的光路，确保光路畅通

B.检查光源的稳定性和相干性

C.观察干涉条纹，确认干涉仪工作正常

D.A、B和C

三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）

1.光学干涉仪中，两束相干光的光程差为λ/2时，干涉条纹呈现出______的特点。（）

2.在迈克尔逊干涉仪中，当反射镜M1与M2之间的距离变化时，干涉条纹会______。（）

3.法布里-珀罗干涉仪中，干涉条纹的间距与______成反比。（）

4.光学干涉条纹的对比度受到光束______的影响。（）

5.薄膜干涉中，干涉条纹的间距与薄膜的______有关。（）

6.在光学干涉仪中，若观察到的干涉条纹向某一方向移动，说明光程差发生了______变化。（）

7.为了获得稳定的干涉条纹，光源需要具有较好的______。（）

8.迈克尔逊干涉仪通过调整______来改变两束相干光的光程差。（）

9.光学干涉仪常用于测量光的______和______。（）

10.在干涉条纹的观察中，若要增加对比度，可以采取减小光束直径、提高光源相干性和______等方法。（）

四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.光学干涉仪是基于光的波动性原理工作的。（）

2.在迈克尔逊干涉仪中，当两臂的光程差为零时，干涉条纹最亮。（）

3.法布里-珀罗干涉仪中，干涉条纹的间距与气体介质的折射率无关。（）

4.光的强度不会影响光学干涉条纹的对比度。（）

5.薄膜干涉仪可以用来测量薄膜的厚度。（）

6.在光学干涉仪中，两束相干光的频率必须完全相同才能观察到干涉现象。（）

7.迈克尔逊干涉仪可以用来测量物体的表面形貌。（）

8.光学干涉仪的干涉条纹间距只与光的波长有关。（）

9.环境中的振动不会影响光学干涉仪的测量结果。（）

10.提高光源的相干性可以增加干涉条纹的对比度。（）

五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）

1.请简述迈克尔逊干涉仪的工作原理，并说明其在实际应用中的优点。

2.法布里-珀罗干涉仪与迈克尔逊干涉仪在结构上有何不同？它们各自适用于哪些类型的测量？

3.解释光学干涉条纹的形成原理，并讨论影响干涉条纹对比度的因素。

4.薄膜干涉仪是如何测量薄膜厚度的？请描述其工作过程，并列举几种可能影响测量精度的因素。

标准答案

一、单项选择题

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、多选题

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、填空题

1.明暗相间的条纹

2.移动

3.干涉腔的长度

4.相干性

5.厚度

6.增减

7.相干性

8.反射镜M1和M2的位置

9.波长、折射率

10.减小环境干扰

四、判断题

1.√

2.√

3.×

4.×

5.√

6.×

7.√

8.