(完整版)高二物理选修3-4同步练习：13.4《实验：用双缝干涉测量光的波长》.pdf

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1、高二物理选修3-4 同步练习：13.4实验：用双缝干涉测量光的波长基础夯实1做“双缝干涉测光的波长”实验时，一同学在光屏上隐约看到亮光，根本无法看见明暗相间的条纹，其原因可能是() A光源的高度不合适B没有放入滤光片C单缝和双缝不平行D单缝和双缝的前后位置放反了答案： ACD 2做双缝干涉实验时，要增大屏上相邻亮条纹之间的距离，可以采取的措施是 () A减小双缝到屏的距离B增大光的频率C增大双缝之间的距离D增大光的波长答案： D 解析：由双缝干涉中条纹宽度的表达式 xld 可知，增大条纹宽度 x，可以增大双缝到屏的距离l、减小双缝之间的距离d，或者增大光的波长 ，故 A、C 错，D 对；增大光

2、的频率，则减小了光的波长，条纹宽度减小，故B 错。3某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2 条亮纹的中心时 (如图甲中的 A)， 游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第6 条亮纹的中心时 (如图丙中的 B)，游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距d0.5mm，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 缝到屏的距离 L1m。则：(1)图乙中游标卡尺的示数为_cm。(2)图丁中游标卡尺的示数为_

3、cm。(3)所测光波的波长为 _m(保留两位有效数字 )。答案： (1)1.250(2)1.770(3)6.5107解析： (1)图乙中游标卡尺是20 个等分刻度，精确度为0.05mm，读数为 12mm0.05mm1012.50mm1.250cm。(2) 图 丁中 游 标 卡尺 也 是 20 个 等分 刻 度 ，读 数 为 17mm 0.05mm1417.70mm1.770cm。(3)由 xLd 可得 xdL1.7701.250 102620.51031m6.5107m。4双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上， 双缝 S1和 S2与单缝的距离相等， 光通过双缝后

4、在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O 点距双缝 S1和 S2的距离相等， P点是距 O 点最近的第一条亮条纹。 如果将入射的绿光换成红光或蓝光，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 讨论屏上 O 点及其上方的干涉条纹的情况是： O 点是红光的亮条纹；红光的第一条亮条纹在P 点的上方； O 点不是蓝光的亮条纹；蓝光的第一条亮条纹在P点的上方。其中正确的是() A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确答案： A 解析： O 点到两缝的距离

5、相等，故不论换用红光还是蓝光，O 点均为亮条纹，所以正确，错误；由 xld 可知，红光的波长比绿光的大，条纹间距也比绿光大，因此，红光的第一条亮条纹在P 点的上方；正确；同理，蓝光的波长比绿光的小，蓝光的第一条亮条纹在 P 点的下方，错误；综上所述，只有A 正确。5如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d 各装置的名称依次是下列选项中的() Aa 单缝、 b 滤光片、 c 双缝、 d 光屏精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第

6、 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - - Ba 单缝、 b 双缝、 c 滤光片、 d 光屏Ca 滤光片、 b 单缝、 c 双缝、 d 光屏Da 滤光片、 b 双缝、 c 单缝、 d 光屏对于某种单色光， 为增加相邻亮纹 (或暗纹 )之间的距离， 可采用的方法是 (任写一种方法 )_。答案： C增加双缝到屏的距离或减小双缝间距解析： a、b、c、d 各装置的名称分别为滤光片、单缝、双缝、光屏，故 C 正确；由 xLd 可知，要增加相邻亮纹 (或暗纹)的距离，可以增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距。6如图所示， A、B、C、D 代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：(1

7、)如果 A 图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用_图样表示最合适。(2)如果将 B 图样的双缝距离变小，那么得到的图样用_图样表示最合适。(3)如果将A 图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用_图样表示最合适。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - - (4)如果将 A 图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用_图样表示最合适。答案： (1)C(2)D(3)C(4)C 解析：利用 xld 公式，光源由红光换成紫光时，

8、变小， 相应 x 也变小， (1)中应选 C；双缝距离 d 减小时， x 变大，(2)中应选 D；双缝到屏的距离 l 变小，得到的图样的 x 变小，(3)中应选 C；将装置从空气移入水中时，波长 减小， x 也减小， (4)中应选 C。7某位同学在做用双缝干涉测光的波长的实验中，透过测量头上的目镜观察干涉图样，若只在左侧视野中有明暗相间的条纹，而右侧较暗(没有条纹 )，这是怎么回事？应如何调节？解析： 既然在光屏上出现了明暗相间的条纹，说明双缝和单缝是平行的，符合干涉条件，而视野中右侧没有干涉条纹，可能是目镜过于偏向右侧，偏离了遮光筒轴线所致。所以可转动测量头上的手轮，使分划板连同目镜向左侧移

9、动适当距离即可。能力提升1图是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置。测得双缝屏到毛玻璃屏的距离为0.2m、双缝的距离为 0.4mm。图是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5是明条纹的编号。图、图是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图是测第1 号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为_mm，图是测第 4 号明条纹的位置， 此时观测装置上千分尺的读数为 _mm。根据上面测出的数据可知， 被测光的波精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - -

10、- - - - - - - - 长为_nm。答案： 0.5060.5091.5071.509665669 解析： 螺旋测微器的读数为：05mm0.01mm0.80.508mm 读数为： 1.5mm0.01mm0.91.509mm 两相邻明条纹之间的间距为： x1.5090.5083mm0.334mm 由 xLd 有 xdL0.3341030.41030.2m0.667106m667nm 2现有毛玻璃屏 A，双缝 B、白光光源 C、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎

11、下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 涉装置，用以测量红光的波长。(1)将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A。(2)本实验的实验步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头 (其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。在操作步骤时还应注意_ 和_ 。(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮

12、纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6 条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距 x 为_mm。(4)已知双缝间距d 为 2.0104m，测得双缝到屏的距离l 为0.700m， 由计算公式 _ ， 求得所测红光波长为 _mm。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 答案： (1)E、D、B(2)单缝与双缝的间距为5cm10cm，使单缝与双缝相互平行。(3)

13、13.8702.310 (4)dl x6.6104解析：(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、B。(2)单缝与双缝的间距为5cm10cm，使单缝与双缝相互平行。(3)甲图的读数为 2.320mm 乙图的读数为 13.870mm x13.8702.32061mm2.310mm (4)由 xld 可得： dl x可求出 2.01040.7002.310mm6.6104mm 3用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d0.1mm，双缝到屏的距离l6.0m，测得屏上干涉条纹中相邻亮纹的间精品资料 - - - 欢迎下载 - - - -

14、 - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 距是 3.8cm， 氦氖激光器发出的红光的波长 是多少？假如把整个装置放入折射率是43的水中，这时屏上的条纹间距是多少？答案： 6.3107m2.8102m 解析：由条纹间距 x，双缝间距离 d，双缝到屏的距离 l 及波长 的关系，可测波长。同理，知道水的折射率，可知该光在水中的波长，然后由 d、 x、l、 的关系，可求条纹间距。由 xld ，可以得出，红光的波长 dlx0.11033.81026.0m6.3107m 激光器发出的红光的波长是6.3107m。如果整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长设为 ，由光的特点可知：光在传播过程中，介质发生变化，波长和波速发生改变，但频率不变。由此可知c v，而cvn则 n6.310734m4.7107m 这时屏上条纹的间距是 xld 6.04.71070.1103m2.8102m 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - - -