1、实验十六用双缝干涉测光的波长(建议用时:25分钟)1(2020北京模拟)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图所示),单缝保持竖直方向,并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作。(1)(多选)组装仪器时,单缝和双缝的空间关系应该为_。Aa代表单缝,b代表双缝 Ba代表双缝,b代表单缝C二者相互垂直放置 D二者相互平行放置(2)(多选)将红色滤光片改为绿色滤光片,其他实验条件不变,在目镜中仍可以看见清晰的条纹,则_。A条纹为竖条纹B条纹为横条纹C与红光相比条纹间距变窄D与红光相比条纹间距变宽(3)
2、经计算可得两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离为y,则这种色光的波长表达式为_(用题中所给字母表示)。解析:(1)双缝的光来自于同一个单缝,因此单缝a距离光源更近,A正确,B错误;双缝与单缝应该平行放置,才能观察到双缝干涉图样,C错误,D正确。(2)由于单缝保持竖直方向,条纹的方向与单缝平行,因此条纹竖直,A正确,B错误;由于绿光的波长比红光的短,因此干涉条纹间距比红光的窄,C正确,D错误。(3)根据两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离为x,可得波长表达式为x。答案: (1)AD(2)AC(3)x2某同学用如图甲所示的双缝干涉实验仪测光的波长。 (1)实验中选用的双缝间距为d,双缝到光屏的距离为l
3、,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示。已知分划板刻线在图乙中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2,则计算入射单色光波长的表达式为_。(2)分划板刻线在某亮条纹中心位置时,游标卡尺的示数如图丙所示,则其读数为_mm。(3)(多选)用黄色滤光片做实验时得到了干涉图样,为使干涉条纹的间距变宽,可以采取的方法是_。A仅换用紫色的滤光片B仅换用红色的滤光片C仅更换间距更大的双缝D仅使光屏离双缝距离远一些解析:(1)相邻亮条纹的间距为x,根据公式x,则有x。(2)游标卡尺的主尺读数为3.1 cm31 mm,游标尺上的零刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标卡尺的读数为31 mm00.05 mm31.00
4、 mm。(3)根据相邻亮条纹的间距公式x可知,换用紫色的滤光片,波长减小,则干涉条纹间距减小,换用红色的滤光片,波长增大,则干涉条纹间距增大,故选项B正确,A错误;仅更换间距更大的双缝,即d增大,则干涉条纹间距减小,故选项C错误;仅使光屏离双缝距离远一些,即l增大,则干涉条纹间距增大,故选项D正确。答案:(1) (2)31.00(3)BD3用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间的距离d的大小恰好是图丁中游标卡尺的读数;双缝到毛玻璃屏间的距离的大小由图丙中的毫米刻度尺读出;实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹的中心(如图乙所示),并记下手轮上的读数x1(如图戊所示),然后转动手轮,把分划线向右移动,直到对准第7条亮条纹的中心并记下手轮上的读数x2(如图己所示),由以上测量数据求该单色光的波长。(结果保留2位有效数字)解析:根据条纹间距公式x可知,波长x,由题图丁可直接读出d0.25 mm2.5104 m,由题图丙读出双缝到屏的距离l74.90 cm0.749 0 m。由题图乙、戊、己可知,两条相邻亮条纹间的距离x mm2.400 mm2.400103 m。将以上数据代入得 m8.0107 m。答案:8.0107 m