高考物理一轮复习 实验二十 用双缝干涉实验测量光的波长练习(含解析)鲁科版-鲁科版高三全册物理试题

实验二十用双缝干预实验测量光的波长
1.在“用双缝干预测光的波长〞的实验中,实验装置如下列图。

(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进展调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:
A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置
B.干预条纹与双缝垂直
C.干预条纹的疏密程度与单缝宽度有关
D.干预条纹的间距与光的波长有关
以上几点中,你认为正确的答案是________。

(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图甲所示,该读数为________mm。

(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干预条纹不在同一方向上,如图乙所示。

如此在这种情况下来测量干预条纹的间距Δx时,测量值________(选填“大于〞“小于〞或“等于〞)实际值。

【解析】(1)为了获得清晰的干预条纹,A正确;由干预现象可知干预条纹与双缝平行,B错误;干预条纹的疏密与单缝宽度无关,与光的波长有关,C错误,D正确。

(2)手轮的读数为0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm。

(3)条纹与分划板不平行时,实验值Δx实=Δxcosθ,θ为条纹与分划板竖直刻线间的夹角,故Δx实<Δx。

答案:(1)A、D (2)0.700 (3)大于
2.“用双缝干预测量光的波长〞的实验中,实验装置如下列图。

(1)令单缝宽度为h,双缝之间的距离为d,双缝到屏的距离为l,当采取如下四组数据中的
________时,可能在光屏上观察到清晰可辨的干预条纹。

A.h=10mm d=0.1mm l=100cm
B.h=1mm d=0.1mm l=100cm
C.h=1mm d=10mm l=10cm
D.h=10mm d=10mm l=100cm
(2)用某种单色光照射双缝得到如下列图的干预条纹,如此分划板在图中A、B位置时,游标卡尺读数分别为y A=__________mm,y B=________mm,相邻两条纹间距Δy=________mm。

【解析】(1)根据公式Δy=λ可得h越小,d越小,l越大,干预条纹越清晰,应当选B。

(2)A图中读数为y A=11 mm+0.1×1 mm=11.1 mm,B图中的读数为y B=15 mm+6×
0.1 mm=15.6 mm,条纹间距为Δy= mm=0.75 mm。

答案:(1)B (2)11.1 15.6 0.75
3.在“用双缝干预测光的波长〞的实验中,光具座上放置的光学元件如下列图,
(1)图中②③④光学元件分别是 ( )
A.滤光片、单缝、双缝
B.单缝、双缝、滤光片
C.双缝、滤光片、单缝
D.单缝、滤光片、双缝
(2)以下操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是( )
A.将红色滤光片改为绿色滤光片
B.增大双缝之间的距离
C.减小④和⑥之间的距离
D.增大④和⑥之间的距离
【解析】(1)选A。

在该装置中,用双缝干预测定光波的波长,由于灯泡发出的光是复色光,需要别离出某种单色光,因此,灯泡前面应该放置滤光片将某种单色光分出,别离出的单色光经过单缝变成单色光光源,然后再经过双缝变成振动步调完全一致的单色相干光,到达光屏上形成干预条纹。

按正确的放置位置,选项A正确。

(2)选D。

根据双缝干预条纹间距公式Δx=λ可知,影响条纹宽度的因素有双缝到光屏的距离l,双缝间距离d以与干预光的波长λ,要增大亮纹间距需要增加双缝到光屏的距离l,选项C错误,选项D正确;假设增大双缝之间的距离,亮纹间距会减小,选项B错误;假设将红色滤光片改为绿色滤光片,干预光的波长变短,亮纹间距变小,选项A错误。

答案:(1)A (2)D
【加固训练】
在观察光的双缝干预现象的实验中:
(1)将激光束照在图乙所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图甲中的__________。

(2)换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将
__________;保持双缝间隙不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将
__________。

(以上均选填“变宽〞“变窄〞或“不变〞)
【解析】(1)双缝干预图样是平行且等宽的明暗相间的条纹,A图正确。

(2)根据Δx=λ知,双缝间的距离d减小时,条纹间距变宽;当双缝到屏的距离l减小时,条纹间距变窄。

答案:(1)A (2)变宽变窄
4.在《用双缝干预测光的波长》实验中,将双缝干预实验仪按要求安装在光具座上(如图甲所示),并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。

从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离
L=700mm。

然后,接通电源使光源正常工作。

(1)测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。

某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第一次映入眼帘的干预条纹如图乙(a)所示,图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干预条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标尺上的读数x2=________mm。

(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx=________mm;这种色光的波长λ=________nm。

【解析】(1)此实验的测量头采用50分度的游标尺读数原理,准确度是0.02mm,主尺读数是15.0mm, 游标读数是1×0.02mm,因此x2=15.0mm+0.02mm=
15.02mm。

(2)从各暗纹的编号可得n=7,由
Δx=== mm=2.31 mm
λ=Δx= m=6.6×10-7 m=6.6×102 nm。

答案:(1)15.02 (2)2.31 6.6×102
5.“用双缝干预测定光波波长的实验〞装置如下列图,光具座上从左到右依次为白光光源、滤光片、________、双缝、毛玻璃屏。

双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,相邻两条亮条纹(暗)条纹间距Δx=2.310×
106nm,由计算公式λ=________,求得所测红光波长为________nm。

【解析】根据实验原理可知,需要将点光源变成线光源,所以需要在滤光片后面放上单缝;根据
干预条纹与波长的关系式有:Δx=λ,解得λ=。

代入数据解得所测红光的波长为:
λ=Δx=6.6×10-7 m=660 nm。

答案:单缝Δx660。