站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁暨南大學《激光原理與技術》

2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在磁場的研究中，一個通電圓環在均勻磁場中受到的磁力矩。若圓環的半徑為R，電流為I，磁場強度為B，以下關于磁力矩大小的計算，哪一項是不準確的？（）A.磁力矩與圓環平面和磁場方向的夾角有關B.當圓環平面與磁場方向平行時，磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通過公式直接計算D.磁力矩與圓環的材質無關2、在熱力學的研究中，理想氣體經歷絕熱自由膨脹過程。在此過程中，以下關于氣體的溫度、壓強和熵的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.溫度不變B.壓強減小C.熵增加D.熵的變化與氣體的體積變化量成正比3、在研究平拋運動時，水平方向和豎直方向的運動需要分別分析。一個物體以初速度v0水平拋出，經過時間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半4、在牛頓力學的研究中，物體的運動遵循一定的規律。一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經過時間t后，它的速度會發生變化。以下關于速度變化量的計算，哪個公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt5、在量子場論的初步介紹中，關于場的量子化和粒子的產生與湮滅，以下哪種表述是恰當的？（）A.量子場論認為場是連續的，不存在粒子的產生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發地產生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進行量子化處理，成功解釋了粒子的產生與湮滅現象，并且與實驗結果相符D.粒子的產生與湮滅只在微觀尺度上發生，對宏觀物理現象沒有任何影響6、對于電磁感應現象，以下關于導體在磁場中運動產生感應電動勢的條件和大小的分析，不正確的是（）A.只要導體在磁場中運動就會產生感應電動勢B.感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導體切割磁感線的速度越大，感應電動勢越大D.當導體平行于磁感線運動時，不產生感應電動勢7、在波動光學的領域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時保持其他條件不變。以下關于干涉條紋間距的變化，哪一項分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會變小，因為雙縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強度無關8、在波動光學中，光的干涉現象是重要的內容。在楊氏雙縫干涉實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光入射。若將雙縫間距減小一半，其他條件不變，相鄰明條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大一倍C.間距減小一半D.間距增大兩倍9、關于光的偏振現象，自然光通過偏振片后變成偏振光，以下哪種說法能正確描述偏振光的特點？（）A.光的振動方向在一個平面內B.光的強度不變C.光的頻率發生變化D.光的波長發生變化10、在量子力學中，對于一個微觀粒子的波函數，其歸一化條件的物理意義是什么？（）A.保證波函數的連續性B.保證波函數的單值性C.表示粒子在空間出現的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒11、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質量會隨著其速度的增加而增大。當速度接近光速時，以下關于粒子質量的變化趨勢，哪一項描述是不準確的？（）A.質量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對論質量公式來定量計算質量的變化C.速度越接近光速，質量增加越緩慢D.質量的變化與粒子的靜止質量和速度有關12、在波動方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關于邊界條件的類型，不準確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無限大邊界條件13、在熱力學第一定律的應用中，對于一個封閉系統經歷一個循環過程，其內能的變化量是多少？（）A.大于零B.小于零C.等于零D.無法確定14、在相對論力學中，質能方程E=mc2揭示了質量和能量的等價性。當一個物體的速度為0.6c時，其動能與靜能的比值是多少？（）A.1/4B.1/2C.3/4D.4/915、在熱力學第二定律的探討中，關于熵增加原理及其在熱現象中的體現，以下哪種表述是正確的？（）A.熵增加原理指出，在任何自發的熱力學過程中，系統的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發地流向低溫物體B.熵增加原理表明，封閉系統的熵不可能減少，熵的變化只與系統的初末狀態有關，與過程無關C.雖然熵增加原理適用于大多數熱力學過程，但在某些特殊情況下，系統的熵可能會減少D.熵增加原理只是一種理論假設，在實際的熱現象中無法得到驗證二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在熱力學中，解釋不可逆過程的熵變計算方法？2、（本題5分）在量子力學的表象變換中，論述幺正變換的性質和作用，推導表象變換的矩陣形式，分析表象變換對量子力學問題求解的影響，并舉例說明。3、（本題5分）解釋法拉第電磁感應定律，說明感應電動勢的大小與哪些因素有關，并舉例說明在實際生活中電磁感應現象的應用。4、（本題5分）在研究剛體的平面運動時，可以將其分解為平動和轉動。請解釋平動和轉動的概念，說明如何確定剛體的瞬時速度和瞬時加速度，并舉例說明其在實際問題中的應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述電磁學中的法拉第電磁感應定律，解釋其物理意義、數學表達式以及在電磁感應現象中的應用和實際例子。2、（本題5分）詳細探討光的散射現象，分析其物理機制、分類和在大氣光學、材料科學等領域的應用。3、（本題5分）全面論述電磁學中的電磁波的群速度和相速度的概念，分析其物理意義、數學關系和在波導、光纖通信中的應用。4、（本題5分）熱力學中的克勞修斯-克拉佩龍方程在相變研究中具有重要應用，深入探討其推導過程、應用條件和在蒸汽壓計算、固液相變分析中的具體應用。5、（本題5分）詳細探討光的非線性光學現象，如倍頻、和頻、差頻等，解釋其物理機制、實驗條件和在激光技術、光通信中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一個折射率為n的三棱鏡中，有一束光線從一個側面入射，入射角為i，折射角為r。已知三棱鏡的頂角為A，計算光線從另一個側面射出時的偏向角。2、（本題10分）一個邊長為a的正方形線圈，共有N匝，通有電流I，放在磁感應強度為B的均勻磁場中，線圈平面與磁場方向夾角為θ。計算線圈所受的磁力矩。3、（本題10分）在盧瑟福散射實驗中，α粒子以