1、第十三章光4实验:用双缝干涉测量光的波长课后篇巩固提升1.下图是用双缝干涉仪测光的波长的实验装置示意图:(1)图中是光源,是光屏,它们之间的依次是、和。(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离()A.增大和之间的距离B.增大和之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离解析(1)题图实验设备中依次是滤光片、单缝、双缝。(2)由公式x=ld知,在一定的情况下,要使x增大,必须增大l或者减小d或者改用波长更长的单色光,所以选项B正确。答案(1)见解析(2)B2.(2019四川成都七中高考模拟)用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,调整装置使光屏上能观察到清晰的干涉
2、条纹。关于该实验,下列说法正确的是()A.取下滤光片,光屏上将出现彩色的干涉条纹B.若单缝向右平移一小段距离,光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大C.若将双缝间的距离d增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小D.若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小解析取下滤光片,不同的色光干涉,在光屏上将出现彩色的干涉条纹,故A正确。若单缝向右平移一小段距离,双缝到光屏的距离不变,则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变,故B错误。根据x=Ld知,将双缝的距离d增大,则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故C正确。若将滤光片由红色换成绿色,色光的波长减小,根据x=Ld知,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减
3、小,故D正确。答案ACD3.(1)如图所示,在用双缝干涉测光的波长实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、遮光筒、光屏。(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长= m(结果保留两位有效数字)。(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改进办法有。A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光B.增大双缝间距C.增大双缝到单缝的距离D
4、.增大双缝到屏的距离解析(1)由题图可知,是滤光片,是单缝,是双缝。(2)由x=ld可得=xdl=d(x2-x1)7l=510-4(15.710-3-11.110-3)70.5m=6.610-7m。(3)由x=ld可知,要使x增大,可改用波长较长的光(如红光)作为入射光,可减小双缝间距,可增大双缝到屏的距离,故选项A、D正确,选项B、C错误。答案(1)滤光片单缝双缝(2)6.610-7(3)AD4.(2019全国卷)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光:调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可;A
5、.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x,则单色光的波长=;(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为nm(结果保留3位有效数字)。解析(1)由x=ld,得x越小,目镜中观察到的条纹数越多,故B符合题意;(2)由xn-1=ld,得=dx(n-1)l;(3)=dx(n-1)l=0.310-3m7.5610-3m(4-1)1.2m6.
6、310-3m=630nm。答案(1)B(2)xd(n-1)l(3)6305.某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图乙中的黑点代表亮点的中心位置。(1)通过测量相邻两点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为l,感光片上相邻两亮点间的距离为b,则激光的波长=。该同学测得l=1.000 0 m、缝间距a=0.220 mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的亮点的距离时,尺与亮点的中心位置如图乙所示。(图中黑点表示亮点的中心)图乙中
7、第1到第4个光点的距离是 mm。实验中激光的波长= m。(保留两位有效数字)(2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将。解析(1)由x=ld可得=xdl,将d=a,x=b代入可得=abl;题图乙中游标卡尺是10个等分刻度,精确度为0.1mm,读数为8mm+0.15mm=8.5mm;故b=8.53mm=2.83mm,所以=abl=0.22010-32.8310-31.0000m=6.210-7m。(2)将红激光换成蓝激光后波长变短,由x=ld可知,屏上相邻两光点间的距离x将变小。答案(1)abl8.56.210-7(2)变小6.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光
8、的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,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)本实验的步骤:取下遮光筒左侧的元件,调节光源亮度,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。用刻度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)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤中还应注意和。(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,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条亮条纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数mm,求得相邻亮条纹的间距x为mm。(4)已知双缝间距d为2.010-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算式=,求得所测红光波长为mm。解析(1)易知为E,D,B。(2)单缝和双缝的间距为510cm,单缝和双缝应互相平行。(3)按螺旋测微器的读数方法知,题图乙示数应是13.870mm。相邻亮条纹的间距x=x6-1=2.310mm。(4)=dxl=6.610-4mm。答案(1)E,D,B(2)单缝和双缝间距510 cm使单缝与双缝相互平行(3)13.8702.310(4)dlx6.610-4