2018_2019學(xué)年高中物理第十三章光第4節(jié)實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)練習(xí)含解析新人教版.docx

實(shí)驗(yàn):用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng) (40分鐘)1.下圖是用雙縫干涉儀測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖:(1)圖中是光源,是光屏,它們之間的依次是、和。(2)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離()A.增大和之間的距離B.增大和之間的距離C.將紅色濾光片改為綠色濾光片D.增大雙縫之間的距離解析：(1)題圖實(shí)驗(yàn)設(shè)備中依次是濾光片、單縫、雙縫。(2)由公式x=ld知,在一定的情況下,要使x增大,必須增大l或者減小d或者改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光,所以選項(xiàng)B正確。答案：(1)見(jiàn)解析：(2)B2.某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得第一級(jí)亮條紋和第三級(jí)亮條紋相距4.010-2 m,若雙縫間距為0.1 mm,雙縫到屏的距離為l=4.0 m,則光波的波長(zhǎng)為()A.8.010-8 mB.5.010-7 mC.1.510-8 mD.1.610-8 m解析：條紋間距x=an-1=4.010-22 m=2.010-2 m,由x=ld,可得=dxl=5.010-7 m。答案：B3.(1)如圖所示,在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中,光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、遮光筒、光屏。(2)已知雙縫到光屏之間的距離l=500 mm,雙縫之間的距離d=0.50 mm,單縫到雙縫之間的距離s=100 mm,某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí),調(diào)整手輪,在測(cè)量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)A條亮紋的中心,然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),使分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)B條亮紋的中心,前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖所示。則入射光的波長(zhǎng)= m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密,難以測(cè)量,可以采用的改進(jìn)辦法有。A.改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光(如紅光)作為入射光B.增大雙縫間距C.增大雙縫到單縫的距離D.增大雙縫到屏的距離解析：(1)由題圖可知,是濾光片,是單縫,是雙縫。(2)由x=ld可得=xdl=d(x2-x1)7l=510-4(15.710-3-11.110-3)70.5 m=6.610-7 m。(3)由x=ld可知,要使x增大,可改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光(如紅光)作為入射光,可減小雙縫間距,可增大雙縫到屏的距離,故選項(xiàng)A、D正確,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。答案：(1)濾光片單縫雙縫(2)6.610-7(3)AD4.頻率為61014 Hz的激光從S1和S2投射到屏上,若屏上的點(diǎn)P到S1與到S2的路程差為310-6 m,那么點(diǎn)P處是亮條紋還是暗條紋?設(shè)O為到S1和S2的路程相等的點(diǎn),則PO間有幾條暗條紋、幾條亮條紋?(不含O、P兩點(diǎn)處)解析：?jiǎn)紊獾牟ㄩL(zhǎng)=cf=310861014 m=510-7 m,路程差為r=310-6 m,r2=310-65210-7=12,即路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍,P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋,而O點(diǎn)處為中央亮條紋,所以,在PO間有5條亮條紋、6條暗條紋。答案：亮條紋6條暗條紋、5條亮條紋5.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884116某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定激光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,激光器發(fā)出的一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個(gè)一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒,感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮點(diǎn),圖乙中的黑點(diǎn)代表亮點(diǎn)的中心位置。(1)通過(guò)測(cè)量相鄰兩點(diǎn)的距離可算出激光的波長(zhǎng),據(jù)資料介紹,如果雙縫的縫間距離為a,雙縫到感光片的距離為l,感光片上相鄰兩亮點(diǎn)間的距離為b,則激光的波長(zhǎng)=。該同學(xué)測(cè)得l=1.000 0 m、縫間距a=0.220 mm,用帶十分度游標(biāo)的卡尺測(cè)感光片上的亮點(diǎn)的距離時(shí),尺與亮點(diǎn)的中心位置如圖乙所示。(圖中黑點(diǎn)表示亮點(diǎn)的中心)圖乙中第1到第4個(gè)光點(diǎn)的距離是 mm。實(shí)驗(yàn)中激光的波長(zhǎng)= m。(保留兩位有效數(shù)字)(2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅激光換成藍(lán)激光,屏上相鄰兩光點(diǎn)間的距離將。解析：(1)由x=ld可得=xdl,將d=a,x=b代入可得=abl;題圖乙中游標(biāo)卡尺是10個(gè)等分刻度,精確度為0.1 mm,讀數(shù)為8 mm+0.15 mm=8.5 mm;故b=8.53 mm=2.83 mm,所以=abl=0.22010-32.8310-31.000 0 m=6.210-7 m。(2)將紅激光換成藍(lán)激光后波長(zhǎng)變短,由x=ld可知,屏上相鄰兩光點(diǎn)間的距離x將變小。答案：(1)abl8.56.210-7(2)變小6.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884117現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件,要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。(1)將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學(xué)元件,由左至右,表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C,A。(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟:取下遮光筒左側(cè)的元件,調(diào)節(jié)光源亮度,使光束能直接沿遮光筒軸線(xiàn)把屏照亮。按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件,并使各元件的中心位于遮光筒的軸線(xiàn)上。用刻度尺測(cè)量雙縫到屏的距離。用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮條紋間的距離。在操作步驟中還應(yīng)注意和。(3)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某條亮條紋中心對(duì)齊,將該亮條紋定為第1條亮條紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線(xiàn)與第6條亮條紋中心對(duì)齊,記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)mm,求得相鄰亮條紋的間距x為mm。(4)已知雙縫間距d為2.010-4 m,測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700 m,由計(jì)算式=,求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為mm。解析：(1)易知為E,D,B。(2)單縫和雙縫的間距為510 cm,單縫和雙縫應(yīng)互相平行。(3)按螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法知,題圖乙示數(shù)應(yīng)是