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2019-2020学年新素养突破物理人教版选修3-4练习:第十三章 第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长 WORD版含解析.doc

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资源描述

1、1(多选)某同学在做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是因为()A光源发出的光束太强B单缝与双缝不平行C没有安装滤光片D光束的中心轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大解析:安装双缝干涉仪器要做到:光束的中心轴线与遮光筒的轴线重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝、双缝要处在同一高度,中心位置在遮光筒轴线上,单缝与双缝要相互平行,光源发出的光束不能太暗综上所述,B、D正确答案:BD2在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中()A光源与屏之间应依次放置双缝、滤光片、单缝B光源与屏之间应依次放置滤光片、双缝、单缝C实验中,若仅将绿色滤光片改为红色滤光片,则屏上的干

2、涉条纹间距将变宽D实验中,若仅将绿色滤光片改为红色滤光片,则屏上的干涉条纹间距将变窄解析:本实验先由滤光片得到单色光,再经单缝形成线光源,最后经过双缝,得到频率相同的光,进行干涉,故光源与屏之间应依次放置:滤光片、单缝、双缝,故A、B错误;根据双缝干涉条纹的间距公式x知,增大双缝到屏间的距离,或减小双缝间距,或换波长较长的光照射,可以增大条纹的间距,从而便于测量,故C正确,D错误答案:C3(1)如图所示,在“用双缝干涉测量光的波长”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Ba单缝、b双缝、c

3、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(2)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)_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x可知,要增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离,可以增加双缝到屏的距离,也可以减小双缝间距答案:(1)C(2)增加双缝到屏的距离或减小双缝间距4在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距x1与绿光的干涉条纹间距x2相比,x1_x2(选填“”“”或“”)若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.

4、00 m,测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为_mm.解析:根据x,因为红光的波长比绿光的长,所以红光的干涉条纹间距x1比绿光的干涉条纹间距x2大;由题意得相邻亮条纹的间距为x mm2.1103 m,再由x可以解得d0.300 mm.答案:0.3005在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,装置如图所示双缝间的距离d3 mm.(1)若测量红光的波长,应选用_色的滤光片实验时需要测定的物理量有_和_(2)若测得双缝与光屏之间的距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示,观

5、察第5条亮条纹的位置如图乙所示则可求出红光的波长_m.解析:(1)要测量红光的波长,应用红色滤光片由x可知要想测必须测定双缝到光屏的距离l和条纹间距x.(2)由测量头的数据可知a10,a20.640 mm,所以x mm1.60104 m, m6.86107 m.答案:见解析6利用双缝干涉测定单色光波长,某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图甲),游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙),游标卡尺的示数如图丁所示,已知双缝间距为0.5 mm,从双缝到屏的距离为1 m,则图丙中游标卡尺的示数为_ mm,图丁游标卡尺的示数为_ mm.在实验中,所测

6、单色光的波长为_ m在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片,那么在光屏上将_(选填“能”或者“不能”)看到明暗相间的条纹解析:根据游标卡尺的原理,可读出图丙的示数为11.4 mm;图丁的示数是16.8 mm.x mm1.35 mm.又x,则6.75107 m.当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时,不满足干涉条件,故不能看到明暗相间的条纹答案:11.416.86.75107不能7用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d0.20 mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为l75.0 cm,如图甲所示实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹,此时

7、卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示,则游标尺上的读数x1_mm,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条亮条纹,如图丁所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示,则游标卡尺上的读数x2_mm,由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是_mm.解析:由游标卡尺读数规则读出x10.3 mm,x29.6 mm.x mm mm6.2104 mm.答案:0.39.66.210481801年,托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年,洛埃德利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃德镜实验) (1)洛埃德镜实验的基本装置如图所示,S为单色光源,M为一平面镜试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L,光的波长为,在光屏上形成干涉条纹写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离x的表达式解析:(1)根据平面镜成像特点(对称性),先作出S在镜中的像,画出边缘光线,范围如图所示此范围即为相交区域(2)由光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是一列光,故是相干光,该干涉现象可以看作双缝干涉,所以S、S之间的距离为d,而光源S到光屏的距离可以看作双缝到光屏的距离L,又因为d2a,所以x.答案:(1)图见解析(2)x

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