1、第十三章光实验:用双缝干涉测量光的波长1.用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是()A.相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等B.中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间的距离减小,则屏上条纹间的距离增大D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距2. (多选)利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长,下列说法中正确的有()A.实验装置中的元件分别为滤光片、单缝、双缝B.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个,波长测量值偏大3.(多选)用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图所示,
2、调整实验装置使屏上可以接收到清晰的干涉条纹。关于该实验,下列说法正确的是()A.若将滤光片向右平移一小段距离,光屏上相邻两条明纹中心的距离增大B.若将光屏向右平移一小段距离,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大C.若将双缝间的距离d减小,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大D.若将滤光片由绿色换成红色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大4.(多选)某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于()A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大B.没有安装滤光片C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强5. (多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如下图)
3、,下列说法哪些是正确的()A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减小测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距x=an-1D.某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光6.关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是()A.用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹B.用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹C.若仅将入射光由红光改为紫光,则条纹间距一定变大D.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹7. (多选)
4、用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹中心间的距离为x。下列说法中正确的是()A.如果增大单缝到双缝的距离,x将增大B.如果增大双缝之间的距离,x将增大C.如果增大双缝到光屏的距离,x将增大D.如果换成红光做实验,实验装置不变,x将增大8.(多选)利用图中装置研究双缝干涉现象时,下面几种说法正确的是()A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.换一个双缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄9.某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验装置如图1所示。图1(1)某同
5、学经过粗略的调试后,出现了干涉图样,但不够清晰,以下调节做法正确的是。A.旋转测量头B.移动光源C.拨动金属拨杆(2)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图2所示,若要使两者对齐,该同学应如何调节。A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头(3)如图3所示中条纹间距表示正确的是。10.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,准备了下列器材:A.白炽灯B.双缝片C.单缝片D.滤光片E.毛玻璃光屏(1)将以上器材安装在光具座上时,自光源起合理的顺序依次是(填所选器材前的字母):A、D、E。(2)在实验中,手轮上前后两次示数情况如图甲、
6、图乙,其中表示a纹位置的手轮读数为mm。(3)如果上述实验中双缝片与光屏间距为0.5 m,所用的双缝片是相距0.18 mm规格的,则实验中所用单色光的波长为nm。(保留三位有效数字)11.利用双缝干涉测定单色光的波长。某同学在做该实验时,第一次分划板的中心刻线对齐A条纹中心时(图甲),游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板的中心刻线对齐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,图丁中游标卡尺的示数为mm。在实验中,所测单色光的波长为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“
7、能”或“不能”)看到明暗相间的条纹。12.“用双缝干涉测量光的波长”实验中,当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺去测量,转动手轮,移动分划板使分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐(如图A所示),将此亮条纹记为1,然后再转动手轮,分划板中心刻线向右移动,依次经过2,3,亮条纹,最终与亮条纹6中心对齐,分划板中心刻线与亮条纹1和亮条纹6对齐时游标卡尺示数分别如图B、C所示(游标卡尺为10分度),求:(1)图B对应的读数为m,相邻两个亮条纹之间的距离为m。已知双缝到屏的距离为60.00 cm,单缝到双缝的距离为8 cm,双缝之间的距离为0.2 mm,则发生干涉的光波波长为m。(2)有一位同学通
8、过测量头观察到如图D所示的清晰的干涉图样,出现这种现象的原因为。A.单缝和双缝没有调平行B.光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴C.测量头过于左偏,应调节测量头上的手轮,使它适当右移D.测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移13.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,调节测量头的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,如图所示,此时手轮的读数是mm。转动测量头,使分划板中心刻线向一侧移动到另一条亮条纹中心位置,再读出一组数。若实验测得的4条亮条纹中心间的距离x=0.960 mm。已知双缝间距d=1.5 mm,双缝到屏的距离l=100 cm,则对应的光波的波长=cm
9、。答案全解全析1.A因为相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距x=ld,其中d为双缝间的距离,l为双缝到屏的距离,为光波波长,可见相邻两亮条纹或暗条纹之间的距离相等,A正确,B错误。由公式x=ld可知l减小,屏上条纹间距减小,C错误。因为红蓝,所以x红x蓝,故D错误。2.AB滤光片的作用是形成单色光,单缝的作用是形成线光源,双缝的作用是形成相干光源,其排列顺序合理,故A正确;将滤光片由紫色换成红色,波长变长,根据双缝干涉条纹的间距公式x=ld知条纹间距x增大,故B正确;将单缝向双缝移动一小段距离后,由x=ld可知,x与此距离无关,故干涉条纹间距不变,故C错误;测量过程中,把5个条纹间距数成6个,导致x
10、变小,则波长测量值偏小,D错误。3.BCD根据双缝干涉条纹的间距公式x=ld,可知x由双缝的距离d,双缝到光屏的距离l和入射光的波长共同决定,而将滤光片向右平移,条纹间距不变,故A错误。将光屏向右平移一小段距离即l增大,可知x增大,故B正确。将双缝间的距离d减小,由x=ld 知x增大,故C正确。将滤光片由绿色换成红色,可知波长变大,则光屏上相邻两条暗条纹间的距离增大,D正确。4.AC安装实验器件时光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝中心位置在遮光筒的轴线上,单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。当然还要使光源发出的光束不要太暗。据上述分析可知选A、C。5.B
11、C调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,故A错误。测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐,故B正确。n条亮纹之间有n-1个间距,相邻条纹的间距x=an-1,故C正确。某同学用黄光作为入射光,根据x=ld可知,为了增大干涉条纹的间距,应采用波长大于黄光的红光或橙光,不可以改用波长比黄光短的蓝光作为入射光,故D错误,故选B、C。6.B用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错;用红光作为光源,屏上将呈现相间的红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹),B对;由x=ld知,变小,x变小,C错;红光和紫光频率不同,不能发生干涉,D错。7.CD根据公式x
12、=ld可以得出越大则条纹间距越大,而红光的波长大于绿光的波长,因此D正确;d增大则x减小,因此B错;l增大则x增大,因此C正确;单缝到双缝的距离不影响条纹间距,因此A错。8.ABD由条纹间距公式x=ld(d指双缝间的距离,l是双缝到屏的距离),可知:A项中l减小,x变小;B项中变大,x变大;C项中,改变单缝和双缝之间的距离,对x无影响;D项中,d变大,x变小。故选A、B、D。9.答案(1)C(2)D(3)CE解析(1)干涉图样不清晰,可能是单缝与双缝不平行,拨动金属拨杆可使单缝与双缝相互平行,干涉条纹更加清晰明亮,故C正确。(2)发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,若要使两者对齐,该同
13、学应调节测量头,故A、B、C错误,D正确。(3)干涉条纹间距等于两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故题图C、E是正确的。10.答案(1)CB(2)1.789(3)567解析(1)双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光,然后经过单缝,再通过双缝,故自光源起合理的顺序是ADCBE。(2)图甲中螺旋测微器固定刻度为1.5 mm,可动刻度为0.0128.9 mm=0.289 mm,最终读数为x1=1.5 mm+0.289 mm=1.789 mm;图乙中螺旋测微器的固定刻度为4.5 mm,可动刻度读数为0.0144.0 mm=0.440 mm,最
14、终读数为x2=4.5 mm+0.440 mm=4.940 mm。(3)干涉条纹的间距x=x2-x12=4.940-1.7892 mm1.576 mm,根据双缝干涉条纹的间距公式x=ld得=dxl=0.1810-31.57610-30.5 m=5.6710-7 m=567 nm。11.答案11.416.86.7510-7不能解析由题图可知,图丙的示数为11.4 mm,图丁的示数是16.8 mm。x=16.8-11.44 mm=1.35 mm。又根据x=ld,得=dxl=6.7510-7 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,不能发生干涉,故不能看到明暗相间的条纹。12.答案(
15、1)0.019 31.8210-36.0710-7(2)D解析(1)游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数,故B图读数为19 mm+30.1 mm=19.3 mm=0.019 3 m,C图读数为28 mm+0.1 mm4=28.4 mm=0.028 4 m,故条纹间距为x=0.028 4-0.019 35=1.8210-3 m;由条纹间距公式x=ld得波长=xdl=1.8210-3210-40.6 m=6.0710-7 m。(2)屏幕中右侧有一部分为空白,可知测量头太过靠右,向左平移即可,D正确。13.答案1.1804.810-7解析根据手轮的读数规则,读数为1.180 mm;根据公式x=ld,解得=dxl=4.810-7 m。
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