干涉儀的原理與操作考核試卷

干涉儀的原理與操作考核試卷考生姓名：__________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.干涉儀是基于以下哪種物理現(xiàn)象工作的？（）

A.光的折射

B.光的散射

C.光的干涉

D.光的衍射

2.下列哪種干涉儀是利用雙縫進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)的？（）

A.邁克爾遜干涉儀

B.揚(yáng)氏干涉儀

C.法布里-珀羅干涉儀

D.洛埃鏡干涉儀

3.在干涉儀中，相干光源一般是指（）

A.頻率相同的光源

B.波長(zhǎng)相同的光源

C.頻率和相位都相同的光源

D.強(qiáng)度相同的光源

4.以下哪種情況下，干涉條紋會(huì)移動(dòng)？（）

A.改變?nèi)肷涔獾牟ㄩL(zhǎng)

B.改變干涉儀的臂長(zhǎng)

C.改變觀察屏的位置

D.A和B

5.在邁克爾遜干涉儀中，當(dāng)兩束相干光重合時(shí)，干涉條紋的間距與下列哪個(gè)因素成正比？（）

A.入射光的波長(zhǎng)

B.光源到干涉儀的距離

C.干涉儀臂長(zhǎng)的差值

D.干涉儀臂長(zhǎng)的平均值

6.關(guān)于干涉條紋的間距，以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的？（）

A.與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)

B.與干涉儀的臂長(zhǎng)成正比

C.與入射光的波長(zhǎng)成反比

D.與干涉儀的臂長(zhǎng)差值成反比

7.下列哪個(gè)因素會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的對(duì)比度降低？（）

A.增加入射光的強(qiáng)度

B.減小干涉儀的臂長(zhǎng)差

C.增加干涉儀的臂長(zhǎng)

D.增加觀察屏與干涉儀的距離

8.法布里-珀羅干涉儀的主要組成部分是（）

A.一個(gè)分束鏡和兩個(gè)反射鏡

B.兩個(gè)分束鏡和一個(gè)反射鏡

C.兩個(gè)平行板

D.一個(gè)透鏡和兩個(gè)反射鏡

9.在干涉儀中，為了觀察到明顯的干涉條紋，光源的相干性需要（）

A.非常好

B.一般即可

C.不需要考慮

D.越差越好

10.下列哪種情況下，不會(huì)在干涉儀中觀察到干涉條紋？（）

A.入射光為單色光

B.入射光為白光

C.干涉儀的臂長(zhǎng)差為奇數(shù)倍波長(zhǎng)

D.干涉儀的臂長(zhǎng)差為零

11.在邁克爾遜干涉儀中，當(dāng)移動(dòng)反射鏡時(shí)，干涉條紋的移動(dòng)方向與下列哪個(gè)因素有關(guān)？（）

A.反射鏡移動(dòng)的方向

B.入射光的波長(zhǎng)

C.干涉儀的臂長(zhǎng)差

D.A和B

12.關(guān)于干涉儀中的光程差，以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的？（）

A.光程差為零時(shí)，干涉條紋最亮

B.光程差為半波長(zhǎng)時(shí)，干涉條紋最暗

C.光程差為波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，干涉條紋最暗

D.光程差為波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，干涉條紋最亮

13.下列哪種方法可以用來(lái)測(cè)量干涉儀中的光程差？（）

A.觀察干涉條紋的間距

B.改變干涉儀的臂長(zhǎng)

C.使用光強(qiáng)計(jì)測(cè)量干涉條紋的光強(qiáng)

D.A和B

14.在干涉儀中，當(dāng)入射光的波長(zhǎng)發(fā)生變化時(shí)，干涉條紋的間距會(huì)如何變化？（）

A.增加入射光的波長(zhǎng)，干涉條紋間距減小

B.減小入射光的波長(zhǎng)，干涉條紋間距增加

C.干涉條紋間距與入射光的波長(zhǎng)成正比

D.干涉條紋間距與入射光的波長(zhǎng)成反比

15.以下哪種情況下，干涉條紋的對(duì)比度最高？（）

A.入射光的波長(zhǎng)范圍較寬

B.入射光的波長(zhǎng)范圍較窄

C.干涉儀的臂長(zhǎng)差較大

D.干涉儀的臂長(zhǎng)差較小

16.在使用干涉儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如何判斷干涉條紋的亮暗？（）

A.通過(guò)觀察干涉條紋的顏色

B.通過(guò)觀察干涉條紋的形狀

C.通過(guò)觀察干涉條紋的光強(qiáng)

D.通過(guò)觀察干涉條紋的間距

17.關(guān)于干涉儀的臂長(zhǎng)差，以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的？（）

A.臂長(zhǎng)差為零時(shí)，干涉條紋間距最小

B.臂長(zhǎng)差為波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，干涉條紋間距最大

C.臂長(zhǎng)差為半波長(zhǎng)時(shí)，干涉條紋最亮

D.臂長(zhǎng)差為波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，干涉條紋最暗

18.在干涉儀操作過(guò)程中，如何調(diào)整干涉條紋的位置？（）

A.調(diào)整光源的位置

B.調(diào)整干涉儀的臂長(zhǎng)

C.調(diào)整觀察屏的位置

D.調(diào)整干涉儀的傾斜角度

19.下列哪種方法可以用來(lái)消除干涉儀中的環(huán)境干擾？（）

A.使用單色光源

B.使用抗干擾涂層

C.保持干涉儀的清潔

D.A和B

20.在干涉儀操作過(guò)程中，為什么需要保持干涉儀的穩(wěn)定性？（）

A.確保干涉條紋的清晰度

B.防止干涉儀的損壞

C.提高干涉條紋的對(duì)比度

D.A和C

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.下列哪些因素會(huì)影響干涉儀中干涉條紋的間距？（）

A.入射光的波長(zhǎng)

B.干涉儀的臂長(zhǎng)

C.觀察屏與干涉儀的距離

D.光源的類(lèi)型

2.以下哪些情況下，干涉條紋的對(duì)比度會(huì)降低？（）

A.入射光為白光

B.干涉儀的臂長(zhǎng)差過(guò)大

C.干涉儀部件之間存在傾斜

D.觀察環(huán)境中的振動(dòng)增加

3.邁克爾遜干涉儀與揚(yáng)氏干涉儀的主要區(qū)別在于（）

A.光路結(jié)構(gòu)

B.光源的類(lèi)型

C.干涉條紋的形成機(jī)制

D.使用場(chǎng)合

4.在干涉儀中，哪些操作可以調(diào)整干涉條紋的位置？（）

A.移動(dòng)反射鏡

B.調(diào)整光源的位置

C.移動(dòng)分束鏡

D.調(diào)整觀察屏的位置

5.以下哪些措施可以提高干涉條紋的對(duì)比度？（）

A.使用單色光源

B.增加干涉儀的穩(wěn)定性

C.減小干涉儀的臂長(zhǎng)差

D.提高光源的相干性

6.在干涉條紋的觀察中，以下哪些現(xiàn)象可能表明干涉儀存在問(wèn)題？（）

A.干涉條紋不清晰

B.干涉條紋間距不均勻

C.干涉條紋顏色變化

D.干涉條紋完全消失

7.以下哪些因素會(huì)影響干涉儀的測(cè)量精度？（）

A.干涉儀的臂長(zhǎng)精度

B.光源的穩(wěn)定性

C.環(huán)境溫度變化

D.觀察者的視覺(jué)疲勞

8.法布里-珀羅干涉儀通常用于測(cè)量以下哪些物理量？（）

A.光的波長(zhǎng)

B.氣體折射率

C.光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)

D.光的強(qiáng)度

9.在使用干涉儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，以下哪些做法是正確的？（）

A.確保干涉儀的清潔

B.避免在振動(dòng)環(huán)境中操作

C.盡量使用較強(qiáng)的光源

D.調(diào)整干涉儀至最佳狀態(tài)

10.以下哪些條件是干涉儀中兩束相干光的重要特征？（）

A.頻率相同

B.波長(zhǎng)相同

C.相位差固定

D.光強(qiáng)分布相同

11.在干涉儀中，哪些情況下會(huì)產(chǎn)生相消干涉？（）

A.光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍

B.光程差為半波長(zhǎng)

C.光程差為零

D.光程差為波長(zhǎng)的奇數(shù)倍

12.以下哪些因素會(huì)影響干涉儀中反射鏡的調(diào)整精度？（）

A.反射鏡的表面質(zhì)量

B.反射鏡的定位精度

C.調(diào)整裝置的穩(wěn)定性

D.環(huán)境溫度變化

13.在干涉儀操作過(guò)程中，以下哪些方法可以幫助確定干涉條紋的亮暗變化？（）

A.使用光強(qiáng)計(jì)

B.觀察干涉條紋的顏色

C.改變光源的強(qiáng)度

D.觀察干涉條紋的形狀

14.以下哪些情況下，干涉條紋會(huì)出現(xiàn)不均勻或扭曲的現(xiàn)象？（）

A.干涉儀的光學(xué)元件存在缺陷

B.干涉儀的臂長(zhǎng)不均勻

C.觀察屏與干涉儀的距離變化

D.環(huán)境中的氣流變化

15.以下哪些設(shè)備可以用于干涉儀中的光源？（）

A.氫燈

B.激光器

C.白熾燈

D.發(fā)光二極管

16.在干涉儀的調(diào)整過(guò)程中，以下哪些操作可能導(dǎo)致干涉條紋的消失？（）

A.過(guò)度調(diào)整反射鏡

B.移動(dòng)分束鏡

C.改變光源的位置

D.A和B

17.以下哪些措施可以減小干涉儀中的噪聲和干擾？（）

A.使用屏蔽減少電磁干擾

B.在干涉儀周?chē)佋O(shè)防震墊

C.使用低噪聲光源

D.A和B

18.在干涉儀的維護(hù)中，以下哪些做法是正確的？（）

A.定期清潔干涉儀的光學(xué)元件

B.避免用手直接觸摸光學(xué)元件

C.存放干涉儀時(shí)保持光學(xué)元件的防護(hù)

D.所有上述做法

19.以下哪些情況下，干涉儀的測(cè)量結(jié)果可能不準(zhǔn)確？（）

A.光源的波長(zhǎng)不穩(wěn)定

B.干涉儀的光學(xué)元件受到污染

C.干涉儀的調(diào)整不精確

D.環(huán)境溫度變化劇烈

20.在干涉儀的應(yīng)用中，以下哪些領(lǐng)域可能用到干涉儀技術(shù)？（）

A.光學(xué)檢測(cè)

B.光譜分析

C.長(zhǎng)度測(cè)量

D.所有上述領(lǐng)域

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.在干涉儀中，兩束相干光相遇產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，其干涉條紋的間距與入射光的______成反比。（）

2.邁克爾遜干涉儀的干涉條紋是由兩束相干光在______和______反射后相遇產(chǎn)生的。（）

3.法布里-珀羅干涉儀中，兩束相干光在兩個(gè)______之間多次反射形成干涉。（）

4.干涉儀中，當(dāng)光程差為波長(zhǎng)的______倍時(shí)，將出現(xiàn)亮條紋。（）

5.為了觀察到明顯的干涉條紋，光源的相干性需要盡可能______。（）

6.在干涉儀中，通過(guò)調(diào)整______來(lái)改變干涉條紋的位置。（）

7.干涉條紋的對(duì)比度受到______和______等因素的影響。（）

8.在使用干涉儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常使用______來(lái)記錄干涉條紋的光強(qiáng)變化。（）

9.干涉儀的臂長(zhǎng)差會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的______或______。（）

10.為了保持干涉儀的穩(wěn)定性，操作過(guò)程中應(yīng)避免______和______等環(huán)境干擾。（）

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(huà)√，錯(cuò)誤的畫(huà)×）

1.干涉儀中，兩束相干光的光程差為零時(shí)，干涉條紋最亮。（）

2.在邁克爾遜干涉儀中，移動(dòng)反射鏡會(huì)使得干涉條紋向反射鏡移動(dòng)的方向移動(dòng)。（）

3.干涉條紋的間距與干涉儀的臂長(zhǎng)成正比。（）

4.任何光源都可以用于干涉儀，因?yàn)楦缮鎯x對(duì)光源的相干性要求不高。（）

5.在干涉儀中，光程差為半波長(zhǎng)時(shí)，將出現(xiàn)最暗的干涉條紋。（）

6.干涉儀的臂長(zhǎng)差只能通過(guò)改變干涉儀的結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整。（）

7.觀察干涉條紋時(shí)，環(huán)境中的振動(dòng)不會(huì)影響條紋的清晰度。（）

8.法布里-珀羅干涉儀可以用來(lái)精確測(cè)量光的波長(zhǎng)。（）

9.在干涉儀操作過(guò)程中，可以隨意調(diào)整光源的位置以觀察干涉條紋的變化。（）

10.干涉儀的維護(hù)只需要在每次使用后進(jìn)行清潔即可。（）

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(shuō)明如何通過(guò)邁克爾遜干涉儀測(cè)量光的波長(zhǎng)。

2.法布里-珀羅干涉儀與邁克爾遜干涉儀有何不同？請(qǐng)列舉至少三個(gè)區(qū)別，并說(shuō)明法布里-珀羅干涉儀在光學(xué)測(cè)量中的應(yīng)用。

3.在進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何判斷兩束光是否具有足夠的相干性？請(qǐng)列舉幾種提高光源相干性的方法。

4.請(qǐng)闡述在干涉儀操作過(guò)程中，可能影響干涉條紋對(duì)比度的因素，并提出相應(yīng)的解決辦法以提高干涉條紋的對(duì)比度。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.C

2.B

3.C

4.D

5.A

6.A

7.D

8.C

9.C

10.D

11.D

12.B

13.D

14.A

15.B

16.C

17.D

18.B

19.A

20.D

二、多選題

1.ABD

2.ABD

3.A

4.AB

5.ABD

6.ABC

7.ABC

8.ABC

9.ABC

10.ABC

11.B

12.ABC

13.A

14.ABCD

15.AB

16.AD

17.ABC

18.D

19.ABCD

20.D

三、填空題

1.波長(zhǎng)

2.分束鏡；反射鏡

3.平行板

4.整數(shù)

5.好

6.反射鏡

7.光源相干性；環(huán)境干擾

8.光強(qiáng)計(jì)

9.移動(dòng)；變形

10.振動(dòng)；溫度變化

四、判斷題

1.√

2.√

3.×

4.×

5.√

6.×

7.×

8.√

9.×

10.×

五、主觀題（參考）

1.邁克爾遜干涉儀通過(guò)分束鏡將入射光分為兩束，分別沿兩個(gè)不同路徑傳播后