（浙江專版）2019年高中物理 第十三章 光 課時跟蹤檢測（十四）實(shí)驗(yàn) 用雙縫干涉測量光的波長（含解析）新人教版選修3-4

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1、實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長 一、選擇題 1．(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，按要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是因?yàn)?　　) A．光源發(fā)出的光束太強(qiáng) B．單縫與雙縫不平行 C．沒有安裝濾光片 D．光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致，相差較大 解析：選BD　安裝雙縫干涉儀要做到：光束的中央軸線與遮光筒的軸線重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫、雙縫要處在同一高度，中心位置在遮光筒軸線上，單縫與雙縫要相互平行，光源發(fā)出的光束不能太暗。綜上所述，應(yīng)選B、D。 2．用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法

2、中正確的有(　　) A．如果增大單縫到雙縫間的距離，Δx將增大 B．如果增大雙縫之間的距離，Δx將增大 C．如果增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大 D．如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，Δx將增大 解析：選C　由公式Δx＝λ可知，當(dāng)兩縫間的距離增大時，條紋間距將減?。辉龃箅p縫到屏之間的距離，條紋間距將增大。而A、D兩個選項(xiàng)的變化不會引起條紋間距的變化。只有C正確。 3．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，一鈉燈發(fā)出的波長為589 nm的光，在距雙縫1.00 m的屏上形成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩亮條紋中心間距為0.350 cm，則雙縫的間距為(　　) A．2.06×10－7 m　　　

3、　　 B．2.06×10－4 m C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m 解析：選C　根據(jù)雙縫干涉圖樣的相鄰兩亮條紋間距公式Δx＝λ，可得：d＝λ＝ m≈1.68×10－4 m，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯誤。 4.某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到圖(甲)所示的條紋，僅改變一個實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖(乙)所示。他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是(　　) A．減小光源到單縫的距離 B．減小雙縫之間的距離 C．減小雙縫到光屏之間的距離 D．換用頻率更高的單色光源 解析：選B　根據(jù)條紋間距公式Δx＝λ可知，若增大條紋間距，可以采取的措施有：換用波長更長、頻率更低

4、的單色光源，減小雙縫間的距離d，增大雙縫到屏的距離l，故選項(xiàng)B正確。 二、非選擇題 5．用雙縫干涉測光的波長，實(shí)驗(yàn)中采用雙縫干涉儀，它包括以下元件： A．白熾燈　B．單縫　C．光屏　D．雙縫　E．濾光片 (其中雙縫和光屏連在遮光筒上) (1)把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列順序是：A________(A已寫好)。 (2)正確調(diào)節(jié)后，在屏上觀察到紅光干涉條紋，用測微目鏡測出10條紅亮條紋間的距離為a；改用綠色濾光片，其他條件不變，用測微目鏡測出10條綠亮條紋間的距離為b，則一定有________大于________。 解析：雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序?yàn)楣庠础V光

5、片、單縫、雙縫、屏，或把它們?nèi)康惯^來，因本題第一項(xiàng)已給填好，故答案是唯一的。由Δx＝λ知，波長越長，條紋越寬，間距越大，或由干涉條紋的特征均可得出a一定大于b。 答案：(1)EBDC　(2)a　b 6．在觀察光的干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，將兩片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫；按如圖所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫。 (1)保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙越小，屏上明暗相間的條紋間距________(選填“越大”或“越小”)。 (2)保持雙縫的間隙不變，光屏到縫的距離越大，屏上明暗相間的條紋間距________(選填“越大”或“越小”)。 (

6、3)在雙縫間的距離和雙縫與屏的距離都不變的條件下，用不同顏色的光做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用藍(lán)色光做實(shí)驗(yàn)在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實(shí)驗(yàn)時________(選填“大”或“小”)。[已知λ紅>λ藍(lán)] 解析：由條紋間距公式Δx＝λ(其中d為雙縫間距，l為雙縫到光屏的垂直距離，λ為光的波長)可知，d越小，λ、l越大，Δx越大，反之，Δx越小。 答案：(1)越大　(2)越大　(3)小 7．在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖所示，雙縫間的距離d＝3 mm。 (1)若測定紅光的波長，應(yīng)選用______色濾光片，實(shí)驗(yàn)時需要測定的物理量有：___________________________

7、_和________________________________________________________________________。 (2)若測得雙縫與屏之間的距離為0.70 m，通過測量頭(與螺旋測器原理相同)觀察第1條亮條紋的位置如圖(a)所示，第5條亮條紋的位置如圖(b)所示，則可求出紅光的波長λ＝__________m。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)若測紅光波長，則應(yīng)選紅色濾光片，因?yàn)榧t色濾光片能透過紅光。 (2)由測量頭讀數(shù)可得，相鄰兩亮條紋間距Δx＝ mm＝0.16 mm，由Δx＝λ，代入數(shù)據(jù)解得λ≈7×10－7 m。 答案：(1)紅　雙縫到屏

8、的距離l n條亮(或暗)紋間距離a (2)7×10－7 8．在“用雙縫干涉測量單色光的波長”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)儀器包括以下元件： A．白熾燈　B．單縫　C．毛玻璃屏　D．雙縫　E．遮光筒 F．紅色濾光片　G．凸透鏡(其中雙縫和光屏連在遮光筒上) (1)把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列順序是：A__________EC。 (2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋對齊，并將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時10等分的測量頭標(biāo)尺位置如圖甲所示，其讀數(shù)為______mm，繼續(xù)轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第7條亮條紋中心對齊，此時測量頭標(biāo)尺位置如圖乙所示，其讀數(shù)為______

9、__mm。 (3)若已知雙縫間距為0.2 mm，測得雙縫到屏的距離為70.00 cm，則所測紅光波長為__________。 解析：(1)該實(shí)驗(yàn)中各元件的作用分別是：A.白熾燈—光源；B.單縫—產(chǎn)生相干光；C.毛玻璃屏—呈現(xiàn)能觀察到的像；D.雙縫—作為產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的兩個波源；E.遮光筒—避免外界光線干擾，便于觀察；F.紅色濾光片—將白熾燈的其他色光過濾掉，只剩下紅光；G.凸透鏡—將光源的發(fā)散光束匯聚，產(chǎn)生增大光強(qiáng)的效果。所以正確的排列順序是AGFBDEC。 (2)甲圖中測量頭標(biāo)尺上第8條線與主尺刻度對齊，讀數(shù)為19 mm＋0.1 mm×8＝19.8 mm；乙圖中測量頭標(biāo)尺上第3條線與主尺刻度對齊，讀數(shù)為30 mm＋0.1 mm×3＝30.3 mm。 (3)在雙縫干涉現(xiàn)象中，相鄰兩條紋間距Δx＝λ，由(2)可知，相鄰兩條紋間距為Δx＝ mm＝1.75 mm，所以λ＝Δx＝×1.75 mm＝5×10－7 m。 答案：(1)GFBD　(2)19.8　30.3　(3)5×10－7 m - 4 -