課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)1．如圖所示，在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為：①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。對(duì)于某種單色光，為增大相鄰亮條紋(暗條紋)間的距離，可采取________________或______________的方法。解析：做該實(shí)驗(yàn)時(shí)用單色光，所以②是濾光片，其他依次是單縫、雙縫、遮光筒和光屏。由條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，要增大相鄰條紋間距，應(yīng)該增大雙縫到光屏的距離或者減小兩縫間距離。答案：濾光片單縫雙縫增大雙縫到光屏的距離減小雙縫間距離2．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)以線(xiàn)狀白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D．干涉條紋間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)以上幾點(diǎn)中你認(rèn)為正確的是________。(2)當(dāng)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)齊某條刻度線(xiàn)時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為_(kāi)_______mm。(3)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線(xiàn)與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示。則在這種情況下測(cè)量干涉條紋的間距Δx時(shí)，測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值。解析：(1)為使屏上的干涉條紋清晰，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與雙縫平行；由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，條紋的疏密程度與雙縫間距離、光的波長(zhǎng)有關(guān)，所以A、C、D選項(xiàng)正確。(2)固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為20.4，所以測(cè)量結(jié)果為0.5mm＋20.4×0.01mm＝0.704mm。(3)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線(xiàn)與干涉條紋不在同一方向上，由幾何知識(shí)可知測(cè)量頭的測(cè)量值大于條紋間的實(shí)際距離。答案：(1)ACD(2)0.704(3)大于3．如圖所示，某同學(xué)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖乙是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________(填字母)。(2)下述現(xiàn)象中能夠觀察到的是________。A．將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬B．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬C．換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失(3)如果測(cè)得第一條亮條紋中心與第六條亮條紋中心間距是11.550mm，求得這種單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______m。(已知雙縫間距d＝0.2mm，雙縫到屏的距離l＝700mm)解析：(1)雙縫干涉條紋特點(diǎn)是等間距、等寬度、等亮度，根據(jù)此特點(diǎn)知A圖是干涉條紋。(2)根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，濾過(guò)的光波長(zhǎng)變長(zhǎng)，則干涉條紋間距變寬；條紋間距與單縫和雙縫之間的距離無(wú)關(guān)；換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄；去掉濾光片后，通過(guò)單縫與雙縫的光成為白光，白光通過(guò)雙縫后，仍然能發(fā)生干涉現(xiàn)象。(3)相鄰亮條紋的間距Δx＝eq\f(a6－a1,5)＝eq\f(11.550,5)mm＝2.31mm。根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ得，λ＝eq\f(dΔx,l)＝eq\f(2.31×10－3×2×10－4,0.7)m＝6.6×10－7m。答案：(1)A(2)AC(3)6.6×10－74．用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間距離d＝0.20mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為l＝75.0cm，如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)如圖乙所示的測(cè)量頭上的手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)如圖丙所示的第1條亮條紋中心，此時(shí)游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)的位置如圖戊所示，則游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x1＝________mm，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃板中心刻線(xiàn)向右邊移動(dòng)，直到對(duì)準(zhǔn)第5條亮條紋中心，如圖丁所示，此時(shí)游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)的位置如圖己所示，則游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2＝________mm，由以上已知數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，則該單色光的波長(zhǎng)是________mm。解析：由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則讀出x1＝0.1×3mm＝0.3mm，x2＝9mm＋6×0.1mm＝9.6mm。則相鄰兩亮條紋間距Δx＝eq\f(x2－x1,n－1)＝eq\f(9.6－0.3,4)mm。由Δx＝eq\f(l,d)λ可得λ＝eq\f(Δx·d,l)＝eq\f(9.3×0.2,4×750)mm＝6.2×10－4mm。答案：0.39.66.2×10－45．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，按要求調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置。(1)為測(cè)定相鄰兩個(gè)亮條紋的間距，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使目鏡中能觀察到如圖所示的分劃板中心刻度與干涉條紋，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)。然后再次轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使目鏡中能觀察到圖________(在A、B、C、D中選填一個(gè))所示的分劃板中心刻度與干涉條紋，再次記下手輪上的讀數(shù)。(2)測(cè)得相鄰兩個(gè)亮條紋間距為Δx，雙縫間距為d，單縫與雙縫的距離為l1，雙縫到屏的距離為l2，目鏡的放大倍數(shù)為k，則對(duì)應(yīng)的光波波長(zhǎng)為_(kāi)_______。解析：(1)亮條紋間距指的是亮條紋中心之間的距離，因此選項(xiàng)C最合理。(2)根據(jù)Δx＝eq\f(λl,d)可知，λ＝eq\f(Δxd,l2)。答案：(1)C(2)eq\f(Δxd,l2)6．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖甲所示，并選用縫間距d＝0.2mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離l＝700mm。然后，接通電源使光源正常工作。(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗條紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時(shí)圖丙(b)中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2＝________mm。(2)利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離Δx＝________mm；這種色光的波長(zhǎng)λ＝________nm。解析：(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x2＝(15.0＋1×0