2018_2019学年高中物理第十三章光第4节实验用双缝干涉测量光的波长练习含解析新人教版

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1、实验:用双缝干涉测量光的波长(40分钟)1.下图是用双缝干涉仪测光的波长的实验装置示意图:(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②③④依次是　　　　　　、　　　　　　和　　　　　　。 (2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离(　　)A.增大③和④之间的距离B.增大④和⑤之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离解析：(1)题图实验设备中②③④依次是滤光片、单缝、双缝。(2)由公式Δx=ldλ知,在λ一定的情况下,要使Δx增大,必须增大l或者减小d或者改用波长更长的单色光,所以选项B正确。答案：(1)见解析：　(2)B2.某次实验中测得

2、第一级亮条纹和第三级亮条纹相距4.0×10-2m,若双缝间距为0.1mm,双缝到屏的距离为l=4.0m,则光波的波长为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.8.0×10-8mB.5.0×10-7mC.1.5×10-8mD.1.6×10-8m解析：条纹间距Δx=an-1=4.0×10-22m=2.0×10-2m,由Δx=ldλ,可得λ=dΔxl=5.0×10-7m。答案：B3.(1)如图所示,在用双缝干涉测光的波长实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③、④　　　　、⑤遮光筒、⑥光屏。 (2)已知双缝到光屏之间的距离l=500mm,双缝之间的距离d=0.5

3、0mm,单缝到双缝之间的距离s=100mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ=　　　　　　m(结果保留两位有效数字)。 (3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改进办法有　　　　。 A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光B.增大双缝间距C.增大双缝到单缝的距离D.增大双缝到屏的距离解析：(1)由题图可知,②是滤光片,③是单缝,④是双缝。(2)由Δx=ldλ可得λ=Δx·dl=d(x2-x1)7l=5×10-4

4、×(15.7×10-3-11.1×10-3)7×0.5m=6.6×10-7m。(3)由Δx=ldλ可知,要使Δx增大,可改用波长较长的光(如红光)作为入射光,可减小双缝间距,可增大双缝到屏的距离,故选项A、D正确,选项B、C错误。答案：(1)滤光片　单缝　双缝　(2)6.6×10-7　(3)AD4.频率为6×1014Hz的激光从S1和S2投射到屏上,若屏上的点P到S1与到S2的路程差为3×10-6m,那么点P处是亮条纹还是暗条纹?设O为到S1和S2的路程相等的点,则PO间有几条暗条纹、几条亮条纹?(不含O、P两点处)解析：单色光的波长λ=cf=3×1086×1014m=

5、5×10-7m,路程差为Δr=3×10-6m,　Δr　λ2=3×10-652×10-7=12,即路程差是半波长的偶数倍,P点出现亮条纹,而O点处为中央亮条纹,所以,在PO间有5条亮条纹、6条暗条纹。答案：亮条纹　6条暗条纹、5条亮条纹5.导学号73884116某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图乙中的黑点代表亮点的中心位置。(1)通过测量相邻两点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为l,感光片上相

6、邻两亮点间的距离为b,则激光的波长λ=　　　　。 该同学测得l=1.0000m、缝间距a=0.220mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的亮点的距离时,尺与亮点的中心位置如图乙所示。(图中黑点表示亮点的中心)图乙中第1到第4个光点的距离是　　　　mm。 实验中激光的波长λ=　　　　m。(保留两位有效数字) (2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将　　　　。 解析：(1)由Δx=ldλ可得λ=Δx·dl,将d=a,Δx=b代入可得λ=abl;题图乙中游标卡尺是10个等分刻度,精确度为0.1mm,读数为8mm+0.1×5mm=8.5mm;故b=8.53m

7、m=2.83mm,所以λ=abl=0.220×10-3×2.83×10-31.0000m=6.2×10-7m。(2)将红激光换成蓝激光后波长变短,由Δx=ldλ可知,屏上相邻两光点间的距离Δx将变小。答案：(1)abl　8.5　6.2×10-7　(2)变小6.导学号73884117现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C,　　　　,A。