2025年日本留学考试（EJU）物理试题精选：光学与量子光学
一、选择题
要求：从下列各题的四个选项中，选择一个最符合题意的答案。
1.一束单色光从空气射入水中，折射率为1.33，则下列说法正确的是：
A.光在水中的速度大于在空气中的速度。
B.光在水中的波长小于在空气中的波长。
C.光在水中的频率小于在空气中的频率。
D.光在水中的波长等于在空气中的波长。
2.关于光的干涉现象，下列说法正确的是：
A.光的干涉现象是光的波动性表现。
B.光的干涉现象是光的粒子性表现。
C.光的干涉现象与光的频率无关。
D.光的干涉现象与光的折射率有关。
3.在杨氏双缝干涉实验中，若将双缝间的距离减小，则下列现象中正确的是：
A.干涉条纹的间距增大。
B.干涉条纹的间距减小。
C.干涉条纹的间距不变。
D.干涉条纹消失。
4.关于光的衍射现象，下列说法正确的是：
A.光的衍射现象是光的波动性表现。
B.光的衍射现象是光的粒子性表现。
C.光的衍射现象与光的频率无关。
D.光的衍射现象与光的折射率有关。
5.在单缝衍射实验中，若将单缝的宽度减小，则下列现象中正确的是：
A.衍射条纹的间距增大。
B.衍射条纹的间距减小。
C.衍射条纹的间距不变。
D.衍射条纹消失。
二、填空题
要求：将下列各题中空白处填入正确的内容。
6.根据光的干涉原理，干涉条纹的间距与下列哪个因素有关？（）
7.在杨氏双缝干涉实验中，若要使干涉条纹的间距增大，可以采取以下哪种措施？（）
8.光的衍射现象与下列哪个因素有关？（）
三、简答题
要求：简要回答下列各题。
9.简述光的干涉现象的原理。
10.简述光的衍射现象的原理。
四、计算题
要求：根据题目所给条件，进行计算并给出答案。
11.一束波长为600nm的绿光从空气射入折射率为1.5的玻璃中，求光在玻璃中的速度、波长和频率。
12.在杨氏双缝干涉实验中，已知屏幕到双缝的距离为1m，双缝间距为0.1mm，若观察到干涉条纹的间距为5mm，求绿光在空气中的波长。
五、应用题
要求：根据题目所给条件，进行分析并给出答案。
13.在双缝干涉实验中，若将一束白光照射到双缝上，请分析在屏幕上会出现哪些颜色的干涉条纹，并解释原因。
14.在单缝衍射实验中，若已知单缝的宽度为0.5mm，屏幕距离单缝的距离为1m，求中央亮条纹的宽度。
六、论述题
要求：对下列问题进行论述，并给出自己的观点。
15.阐述光的波动性和粒子性的关系，并举例说明。
本次试卷答案如下：
一、选择题
1.B
解析：根据斯涅尔定律，光从空气射入水中时，折射角小于入射角，因此光在水中的速度小于在空气中的速度，排除A。波长与速度成反比，速度减小，波长减小，排除D。频率由光源决定，不随介质变化，排除C。
2.A
解析：光的干涉现象是两束或多束相干光波相互叠加的结果，体现了光的波动性，排除B。频率与波长和速度有关，与干涉现象无直接关系，排除C和D。
3.B
解析：根据干涉条纹间距公式Δx=Lλ/d，其中L为屏幕到双缝的距离，λ为光的波长，d为双缝间距。当双缝间距d减小时，Δx增大，即干涉条纹间距增大。
4.A
解析：光的衍射现象是光绕过障碍物或通过狭缝后，在障碍物后或狭缝后形成的光强分布现象，体现了光的波动性，排除B。频率与衍射现象无直接关系，排除C和D。
5.B
解析：根据单缝衍射条纹间距公式Δx=Lλ/a，其中L为屏幕到单缝的距离，λ为光的波长，a为单缝宽度。当单缝宽度a减小时，Δx减小，即衍射条纹间距减小。
二、填空题
6.双缝间距d
解析：根据干涉条纹间距公式Δx=Lλ/d，干涉条纹的间距与双缝间距d有关。
7.增加屏幕到双缝的距离L
解析：根据干涉条纹间距公式Δx=Lλ/d，要使干涉条纹间距增大，可以增加屏幕到双缝的距离L。
8.单缝宽度a
解析：根据单缝衍射条纹间距公式Δx=Lλ/a，光的衍射现象与单缝宽度a有关。
三、简答题
9.光的干涉现象的原理是两束或多束相干光波相互叠加，形成稳定的明暗相间的干涉条纹。当两束光波的相位差为2π的整数倍时，两束光波在叠加区域相互加强，形成明条纹；当相位差为π的奇数倍时，两束光波在叠加区域相互减弱，形成暗条纹。
10.光的衍射现象的原理是光绕过障碍物或通过狭缝后，在障碍物后或狭缝后形成的光强分布现象。当障碍物或狭缝的尺寸与光的波长相当或更小时，光会发生明显的衍射现象。
四、计算题
11.光在玻璃中的速度v=c/n=3×10^8m/s/1.5=2×10^8m/s；波长λ=λ