最新人教版高中物理选修3-4第十三章《实验:用双缝干涉测量光的波长》自我小测

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人教版高中物理选修3-4第十三章《光》考试测试卷

人教版高中物理选修3-4第十三章《光》考试测试卷

第十三章《光》测试卷一、单选题(共15小题)1.关于光现象,下列说法正确的是()A.自然光是偏振光B.在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象C.水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象D.在光的双缝干涉实验中,把入射光由绿光改为黄光,条纹间距将变宽2.镜发生色散现象,下列说法正确的是()A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大C.玻璃对红光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的传播速度比红光大3.在完全透明的水下某深处,放一点光源,在水面上可见到一个圆形的透光圆面,若透光圆面的半径匀速增大,则光源正()A.加速上升B.加速下降C.匀速上升D.匀速下降4.下列有关光现象的说法正确的是()A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大B.以相同入射角从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射C.紫光从空气射向水中,只要入射角足够大,就可以发生全反射D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生6.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象,这是利用激光的 ()A.平行度好,可以会聚到很小的一点上B.相干性好,可以很容易形成干涉图样C.亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量D.波长短,很容易发生明显的衍射现象7.关于光的偏振现象,下列说法中正确的是()A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B.自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光C.光的偏振现象说明光是一种纵波D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用8.光线从折射率为的介质中射向空气,如果入射角为60°,如图所示光路可能的是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D9.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的.光导纤维由内、外两种材料制成,内芯材料的折射率为n1,外层材料的折射率为n2,如图的一束光信号与界面夹角为α,由内芯射向外层,要想在此界面发生全反射,必须满足的条件是()A.n1>n2,α大于某一值B.n1<n2,α大于某一值C.n1>n2,α小于某一值D.n1<n2,α小于某一值10.点光源照在一个剃须刀片上,在屏上形成了它的影子,其边缘较为模糊,原因是()A.光的反射B.光强太小C.光的干涉D.光的衍射11.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.左侧点燃酒精灯(在灯芯上洒些食盐),右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图,其中最合理的是()A.B.C.D.12.如图甲所示,在平静的湖面下有一个点光源S,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由a、b两种单色光构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(图乙为俯视图).则以下说法中正确的是()A.水对a光的折射率比b光的大B.a光在水中的传播速度比b光的大C.a光的频率比b光的大D.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光窄13.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的,则()A.这束光在水中传播时的波长为真空中的B.这束光在水中传播时的频率为真空中的C.对于这束光,水的折射率为D.从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中14.如图所示,让自然光照到P偏振片上,当P、Q两偏振片的透振方向间的夹角为以下哪些度数时,透射光的强度最弱()A. 0°B. 30°C. 60°D. 90°15.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°,如图四个光路图中正确的是()A.B.C.D.二、实验题(共3小题)16.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示.(1)以白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点,你认为正确的是______.A.单缝和双缝必须平行放置B.各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上C.双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密D.将滤光片移走则无干涉现象产生(2)当测量头中的分划板中心刻线第一次对齐A条纹中心时,游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时,游标卡尺的示数如图戊所示.已知双缝间距为0.5 mm,从双缝到屏的距离为1 m,则图戊中游标卡尺的示数为________ mm,所测光波的波长为________ m.(保留两位有效数字)(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,如图己所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值________实际值.(填“大于”、“小于”或“等于”)17.如图,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上,M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标的原点,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃得折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,他应该采取的措施是______________.若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是_____________________.若他已正确地测得了的α、β的值,则玻璃的折射率n=_____________________.18.如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3.图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B,C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB,CD均垂直于法线并分别交法线于A,D点.(1)设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量的有__________,则玻璃砖的折射率可表示为____________.(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).三、计算题(共3小题)19.由折射率n=的透明物质制成的三棱柱,其横截面如图中△ABC所示,一光束SO以45°的入射角从AB边射入,在AC边上恰好发生全反射,最后垂直BC边射出,求:(1)光束经AB面折射后,折射角的大小.(2)△ABC中△A和△B的大小.20.如图所示,是一种折射率n=1.5的棱镜,用于某种光学仪器中,现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上,入射角的大小sin i=,求:(1)光在棱镜中传播的速率;(2)画出此束光线射出棱镜后的方向,要求写出简要的分析过程.(不考虑返回到AB和BC面上的光线)21.如图,上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上,在其上方水平放置一光屏.一单色细光束从玻璃砖上表面入射,入射角为i,经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后,在光屏上形成两个光斑.已知玻璃砖的厚度为h,玻璃砖对该单色光的折射率为n,光在真空中的速度为c.求:(1)两个光斑的间距d;(2)两个光斑出现的时间差Δt.四、简答题(共3小题)22.将手电筒射出的光照到平面镜上,发生反射后,再用偏振片观察反射光,发现旋转偏振片时有什么现象?说明什么?23.在真空中,黄光波长为6×10-7m,紫光波长为4×10-7m.现有一束频率为5×1014Hz的单色光,它在n=1.5的玻璃中的波长是多少?它在玻璃中是什么颜色?24.凸透镜的弯曲表现是个球面,球面的半径叫做这个曲面的曲率半径,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方射入(如图所示)。

人教版高中物理选修3-4 第十三章《光》测试题(解析版)

人教版高中物理选修3-4 第十三章《光》测试题(解析版)

第十三章《光》测试题一、单选题(共15小题)1.一束单色光从空气射向某种介质的表面,光路如图所示.则该介质的折射率为()A. 2.00B. 1.73C. 0.58D. 0.502.如图所示,a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A. a、b是光的干涉图样B. c、d是光的干涉图样C.形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D. c、d中央条纹为暗纹3.两个完全相同的等腰三棱镜如图放置,相邻两侧面相互平行,一束白光从棱镜A的左面入射,从B的右面出射,则出射光线是()A.一束白光B.白光带C.散射彩色带D.平行彩色带4.如图所示,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行.此玻璃的折射率为()A.B. 1.5C.D. 25.如图所示,井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底部各有一只青蛙,则 ()A.水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.两只青蛙觉得井口一样大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星6.在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b光分别从C、D点射向介质,如图所示.已知A点的入射角为30°,介质对a光的折射率na=.下列判断正确的是()A.在该介质中,光传播速度v a>v bB.a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°C.光从该介质射向空气发生全反射时,临界角Ca>CbD.a、b光分别通过同一双缝干涉装置时,屏上的条纹间距Δxa>Δxb7.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法不正确的是()A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光,但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光8.在没有月光的夜里,清澈透明宽大而平静的水池底部中央,有一盏点亮的灯(可视为点光源).小鸟在水面上方飞,小鱼在水中游,关于小鸟、小鱼所见,下列说法正确的是( )A.小鱼向上方看去,看到水面到处都是亮的B.小鱼向上方看去,看到的是一个亮点,它的位置与鱼的位置无关C.小鸟向下方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是亮的,周围是暗的D.小鸟向下方水面看去,看到的是一个亮点,它的位置与鸟的位置有关9.光学是物理学中一门古老科学,又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一,在现代生产、生活中有着广泛的应用.下列有关图中应用,说法不正确的是()A.在图甲中,利用光的干涉原理检测物体表面的平整度B.在图乙中,内窥镜利用了光的全反射原理C.在图丙中,利用光的偏振原理实现电影的3D效果D.在图丁中,超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度10.实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式:n=A ++,其中A,B,C是正的常量.太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示.则()A.屏上c处是紫光B.屏上d处是红光C.屏上b处是紫光D.屏上a处是红光11.激光束来切割各种物质,这是利用了激光的 ( )A.相干性好B.向性好C.高能量D.平行度高12.在自行车的后挡泥板上,常常安装着一个“尾灯”。

人教版选修3-4 第十三章第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长 作业

人教版选修3-4 第十三章第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长 作业

第4节实验:用双缝干涉测量光的波长1.(多选)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图,图中①是光源,②是滤光片,③是单缝,④是双缝,⑤是光屏。

下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是()A.增大③和④之间的距离B.增大④和⑤之间的距离C.已知λ绿<λ红,将绿色滤光片改成红色滤光片D.增大双缝之间的距离答案BC解析光屏上相邻两条亮纹之间距离Δx=ldλ,④和⑤之间的距离等于l,增大④和⑤之间的距离可增大相邻两条亮纹之间距离,B正确;将绿色滤光片改成红色滤光片,增大了入射光的波长,相邻两条亮纹之间距离增大,C正确;增大双缝之间的距离d,相邻两条亮纹之间距离减小,D错误;增大③和④之间的距离,不会改变相邻两条亮纹之间的距离,A错误。

2.(多选)某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于()A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强答案AC解析安装实验器件时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝的中心要在同一高度,且在遮光筒的轴线上,单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。

当然还要使光源发出的光束不能太暗,A、C正确。

3.在双缝干涉实验中,一钠灯发出波长为589 nm的光,在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样。

观察和测量图样上相邻两亮条纹中心间距为0.350 cm,则双缝的间距应为()A.2.06×10-7 m B.2.06×10-4 mC.1.68×10-4 m D.1.68×10-3 m答案 C解析在双缝干涉实验中,相邻亮条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离l间的关系为Δx=ldλ,则双缝间距d=lλΔx=1.00×589×10-90.350×10-2m≈1.68×10-4m。

高中物理第十三章4实验用双缝干涉测新人教版选修3-

高中物理第十三章4实验用双缝干涉测新人教版选修3-

实验:用双缝干涉测光的波长(一)目的了解光波产生稳定的干涉现象的条件;观察双缝干涉图样;测定单色光的波长。

(二)原理据双缝干涉条纹间距λdLx =∆得,波长x L d ∆⋅=λ。

已知双缝间距d ,再测出双缝到屏的距离L 和条纹间距Δx ,就可以求得光波的波长。

(三)器材实验装置采用双缝干涉仪,它由各部分光学元件在光具座上组成,如图实1所示,各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。

(四)步骤1.将光源和遮光筒安装在光具座上,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏.2.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样.3.在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样.4.用米尺测出双缝到光屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹间的距离Δx.5.利用表达式x Ld∆⋅=λ,求单色光的波长. 6.换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长. (五)注意事项1.放置单缝和双缝时,必须使缝平行,并且双缝和单缝间的距离约为5~10cm.2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的中心在同一条轴线上。

3.测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)条纹的中心.4.为减小实验误差,先测出n 条亮(或暗)条纹中心间的距离a,则相邻两条亮(或暗)条纹间的距离光源滤光片 单缝 双缝遮光筒屏图实1图实 21-=∆n ax . (六)例题例1.(1)如图实2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。

对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取____________或_____________的方法。

(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件 是 (填数字代号);(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮纹,读下手轮的读数如图实3所示。

高中物理 第十三章 光 4 实验:用双缝干涉测量光的波长学案 新人教版选修34

高中物理 第十三章 光 4 实验:用双缝干涉测量光的波长学案 新人教版选修34

5 光的衍射课堂探究一、实验原理光波波长很小,Δx 、l 的测量对波长λ的影响很大。

l 用毫米刻度尺测量,Δx 用测量头上的游标尺测量,可测多条亮条纹间距离再求Δx ,采用多次测量求λ的平均值法,可减小误差。

实验原理分析:如图所示,电灯发出的光,经过滤光片后变成单色光,把单缝S 照亮,这时单缝S 相当于一单色光源,它又把双缝S 1和S 2照亮,S 1、S 2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源,透过S 1、S 2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加,S 1、S 2到屏上P 点的路程分别是r 1、r 2,两列光波传到P 的路程差Δr=|r 1-r 2|,设光波波长为λ。

(1)若Δr=n λ(n=0,1,2,…),两列波传到P 点时同相,互相加强,出现亮条纹。

(2)若Δr=(2n+1)2(n=0,1,2,…),两列波传到P 点时反相,互相减弱,出现暗条纹。

这样就在屏上得到了平行于双缝S 1、S 2的明暗相间的干涉条纹。

相邻两条亮条纹间的距离Δx 与入射光的波长λ,双缝S 1、S 2间距离d 及双缝到屏的距离l 有关,其关系式为Δx =l dλ,因此,只要测出Δx 、d 、l ,即可测出波长λ。

两条相邻的亮(暗)条纹间的距离Δx 用测量头测出。

测量头由分划板、目镜、手轮等构成,如图甲所示。

转动手轮,分划板会左、右移动,测量时,应使分划板中心刻线对齐亮条纹的中心(如图乙所示),记下此时手轮上的读数a 1,转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线对齐另一条相邻的亮条纹的中心时,记下手轮上的刻度数a 2,两次读数之差就是相邻两条亮条纹间的距离,即Δx =|a 1-a 2|。

Δx 很小,直接测量时相对误差较大,通常测出n 条亮条纹间的距离a ,再推算相邻两条亮(暗)条纹间的距离,Δx =a n -1。

计算相邻亮条纹的距离时要用n 条亮条纹的距离a 除以n -1条亮条纹间距,而且为了减小误差,实验中Δx 、l 都应测量多组数据,最后求λ的平均值。

最新人教版高中物理选修3-4第十三章《实验:用双缝干涉测量光的波长》教材梳理

最新人教版高中物理选修3-4第十三章《实验:用双缝干涉测量光的波长》教材梳理

疱丁巧解牛知识·巧学一、实验原理如图13-3-1所示,与两缝之间的距离d 相比,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略.两缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0,双缝到屏的距离OP 0=l.图13-3-1我们考察屏上与P 0的距离为x 的一点P 1,两缝与P 1的距离分别为P 1S 1=r 1、P 1S 2=r 2. 在线段P 1S 2上作P 1M=P 1S 1,于是S 2M=r 2-r 1 ,由于两缝之间的距离远远小于缝到屏的距离,所以可近似认为三角形S 1S 2M 是直角三角形,根据三角函数的关系,有r 2-r 1=dsinθ另一方面x=ltanθ≈lsinθ因此有r 2-r 1=d lx 根据上一节的分析,当两列波的路程差为波长的整数倍,即dl x =±kλ,(k=0,1,2,…)时才会出现亮条纹,也就是说,亮条纹中心的位置为x=±kd l λ 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=d l λ 据双缝干涉中条纹间距Δx=d l λ得波长λ=ld Δx ,已知双缝间距d ,再测出双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx ,就可以求得光波的波长.二、实验器材光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及光具座.三、实验步骤1.按照图13-3-2所示的装置安装好仪器,调整光源位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏.图13-3-22.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样.3.在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样.4.用米尺测出双缝到屏的距离l ,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)纹间的距离Δx. 深化升华 某种颜色的滤光片只能让此种颜色的光通过,其他颜色的光不能通过.学法一得 条纹间距测量方法.如图13-3-3测量头由分划板、目镜、手轮等构成.转动手轮,分划板会左右移动,测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,记下此时手轮上的读数,然后转动测量头,使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数。

【人教版】选修3-4物理:13.4《实验:用双缝干涉测量光的波长》练案(含答案).doc

【人教版】选修3-4物理:13.4《实验:用双缝干涉测量光的波长》练案(含答案).doc

光源滤光片f 1,.单缝双缝遮光筒屏-—三454011111111Illi 1 1n 气35—30(M)第十三章光4•实验:用双缝干涉测量光的波长•练案•当堂检测A组(反馈练)1.某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素,在实验室用蓝光做了双缝干涉实验,在光屏上呈现出蓝、暗相间的平行条纹,设相邻两条蓝条纹间的距离为力和你认以下结论屮正确的是()A.单缝到双缝间的距离越大,就越大B.双缝之间的距离越大,力x就越大C.双缝到光屏之间的距离越大,//就越大D.双缝间的距离不变,双缝的每条缝的宽度越大,//就增大2.在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节 ________ 和_______ 的中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行.当屏上11!现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺测出〃条明纹间距离日,则两条相邻明条纹间的距离A斫___________ ,双缝到毛玻璃屏的距离厶用_______ 测量,用公式_______ 可以测岀单色光的波长。

3.用红光做光的干涉实验时,已知双缝间的距离为0.2x10-3〃,测得双缝到屏的距离为0.700m ,分划板屮心刻线对齐第一级亮条纹屮央时手轮读数0.200xl0 3m为,笫四级亮条纹所在位置为7.470xl()-3m,求红光的波长.若改用蓝光做实验,其他条件不变,则干涉条纹宽度如何变化?B组(拓展练)1.用双缝干涉测光的波长。

实验装置如图2 (甲)所示,已知单缝与双缝间的距离厶=100mm, 双缝与屏的距离厶二700mm,双缝间距爪0. 25俪。

用测量头來测量亮纹中心的距离。

测量头由分划板、FI镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图2 (乙)所示,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板屮心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。

(甲)(乙)第4条吋读数(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图2 (丙)所示,则对准第1条时读数沪 ________ mm.对准第4条吋读数护 ________ mm(2)_____________________________ 写出计算波长入的表达式, A=nm.2.用氨筑激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距离d =0.1加加,双缝到屏的距离L = 6.0/77,测得屏上干涉条纹屮亮条纹的间距3.8cm,氨筑激光器发出的红光的波长Q是多4少?假如把整个装置放入折射率是一的水中,这时屏上的条纹间距是多少?3【参考答案】A组(反馈练)1. C2.光源、滤光片、单缝、双缝、△尤=亠、刻度尺、A = -Ar 3. 6.922xl0_7m变n-\L窄B组(拓展练)1.(1)本题首先要准确手读出手轮上的读数,答案分别是2. 190 mm, 7. 868 mm;(2)根据公式= 以及心=亠=邑二〉,容易得到波长计算式d n-1 n-\2 = @心二d(£T),代入数值解得2=676nm L 3L2.波长A = 4,lx\0-7m,屏上的条纹间距2.8x103〃T J 2依据Ar = -/l可知:A = -Ax ,代入算出波长为6.3x10-7加.由^=~求出〃厶n2=4.7x10—7加,再由公式=d可得:Zk¥ = 2.8xl0"2m。

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)新人教版选修3-4

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)新人教版选修3-4

实验:用双缝干涉测量光的波长1.(多选)某同学在做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是因为( )A .光源发出的光束太强B .单缝与双缝不平行C .没有安装滤光片D .光束的中心轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大解析:安装双缝干涉仪器要做到:光束的中心轴线与遮光筒的轴线重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝、双缝要处在同一高度,中心位置在遮光筒轴线上,单缝与双缝要相互平行,光源发出的光束不能太暗.综上所述,B 、D 正确.答案:BD2.在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中( )A .光源与屏之间应依次放置双缝、滤光片、单缝B .光源与屏之间应依次放置滤光片、双缝、单缝C .实验中,若仅将绿色滤光片改为红色滤光片,则屏上的干涉条纹间距将变宽D .实验中,若仅将绿色滤光片改为红色滤光片,则屏上的干涉条纹间距将变窄解析:本实验先由滤光片得到单色光,再经单缝形成线光源,最后经过双缝,得到频率相同的光,进行干涉,故光源与屏之间应依次放置:滤光片、单缝、双缝,故A 、B 错误;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx =l dλ知,增大双缝到屏间的距离,或减小双缝间距,或换波长较长的光照射,可以增大条纹的间距,从而便于测量,故C 正确,D 错误.答案:C3.(1)如图所示,在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件,其中a 、b 、c 、d 各装置的名称依次是下列选项中的( )A .a 单缝、b 滤光片、c 双缝、d 光屏B .a 单缝、b 双缝、c 滤光片、d 光屏C .a 滤光片、b 单缝、c 双缝、d 光屏D .a 滤光片、b 双缝、c 单缝、d 光屏(2)对于某种单色光,为增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离,可采用的方法是(任写一种方法)________.解析:a 、b 、c 、d 各装置的名称分别为滤光片、单缝、双缝、光屏,故C 正确;由Δx=l d λ可知,要增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离,可以增加双缝到屏的距离,也可以减小双缝间距.答案:(1)C (2)增加双缝到屏的距离或减小双缝间距4.在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx 1与绿光的干涉条纹间距Δx 2相比,Δx 1________Δx 2(选填“>”“<”或“=”).若实验中红光的波长为630 nm ,双缝与屏幕的距离为1.00 m ,测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm ,则双缝之间的距离为________mm.解析:根据Δx =ldλ,因为红光的波长比绿光的长,所以红光的干涉条纹间距Δx 1比绿光的干涉条纹间距Δx 2大;由题意得相邻亮条纹的间距为Δx =a 5=10.55mm =2.1×10-3 m ,再由Δx =l dλ可以解得d =0.300 mm.答案:> 0.3005.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,装置如图所示.双缝间的距离d =3 mm.(1)若测量红光的波长,应选用________色的滤光片.实验时需要测定的物理量有________和________.(2)若测得双缝与光屏之间的距离为0.70 m ,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示,观察第5条亮条纹的位置如图乙所示.则可求出红光的波长λ=________m.解析:(1)要测量红光的波长,应用红色滤光片.由Δx =l dλ可知要想测λ必须测定双缝到光屏的距离l 和条纹间距Δx .(2)由测量头的数据可知a 1=0,a 2=0.640 mm ,所以Δx =a 2-a 1n -1=0.6404mm =1.60×10-4 m , λ=d Δx l =3×10-3×1.60×10-40.70m≈6.86×10-7 m. 答案:见解析6.利用双缝干涉测定单色光波长,某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A 条纹中心时(图甲),游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻度对齐B 条纹中心时(图乙),游标卡尺的示数如图丁所示,已知双缝间距为0.5 mm ,从双缝到屏的距离为1 m ,则图丙中游标卡尺的示数为________ mm ,图丁游标卡尺的示数为________ mm.在实验中,所测单色光的波长为________ m .在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片,那么在光屏上将________(选填“能”或者“不能”)看到明暗相间的条纹.解析:根据游标卡尺的原理,可读出图丙的示数为11.4 mm ;图丁的示数是16.8 mm.Δx =16.8-11.44 mm =1.35 mm.又Δx =l d λ,则λ=d Δx l=6.75×10-7 m. 当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时,不满足干涉条件,故不能看到明暗相间的条纹.答案:11.4 16.8 6.75×10-7不能7.用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d =0.20 mm ,双缝到毛玻璃屏间的距离为l =75.0 cm ,如图甲所示.实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹,此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示,则游标尺上的读数x 1=________mm ,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条亮条纹,如图丁所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示,则游标卡尺上的读数x 2=________mm ,由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是________mm.解析:由游标卡尺读数规则读出x 1=0.3 mm ,x 2=9.6 mm.Δx =x 2-x 1n -1=9.34mm λ=Δx ·d l =9.3×0.24×750mm =6.2×10-4 mm. 答案:0.3 9.6 6.2×10-48.1801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年,洛埃德利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃德镜实验).(1)洛埃德镜实验的基本装置如图所示,S 为单色光源,M 为一平面镜.试用平面镜成像作图法画出S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L ,光的波长为λ,在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx 的表达式.解析:(1)根据平面镜成像特点(对称性),先作出S 在镜中的像,画出边缘光线,范围如图所示.此范围即为相交区域.(2)由光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是一列光,故是相干光,该干涉现象可以看作双缝干涉,所以S 、S ′之间的距离为d ,而光源S 到光屏的距离可以看作双缝到光屏的距离L ,又因为d =2a ,所以Δx =L 2aλ. 答案:(1)图见解析 (2)Δx =L2aλ。

2024-2025学年高中物理第十三章光4实验:用双缝干涉测量光的波长教案1新人教版选修3-4

2024-2025学年高中物理第十三章光4实验:用双缝干涉测量光的波长教案1新人教版选修3-4
2.拓展建议
(1)学生可以利用课后时间阅读科普文章,增强对双缝干涉现象的理解和兴趣。
(2)针对学术研究,学生可以挑选几篇具有代表性的论文进行阅读,了解双缝干涉实验在科学研究中的重要性和应用。
(3)观看实验操作演示视频,跟随讲解步骤进行学习,提高实验操作的熟练度。
(4)利用实验软件进行虚拟实验,多次尝试和调整参数,加深对双缝干涉实验的理解。
作用与目的:
-巩固学生在课堂上学到的双缝干涉知识点和实验技能。
-通过拓展学习,拓宽学生的知识视野和思维方式。
-通过反思总结,帮助学生发现自己的不足并提出改进建议,促进自我提升。
教学资源拓展
1.拓展资源
(1)科普文章:《光的干涉现象揭秘》、《双缝干涉实验的科学原理》等,帮助学生深入了解双缝干涉的原理和实验过程。
2.题型二:计算干涉条纹间距与波长的关系
题目:在双缝干涉实验中,已知光的波长为λ,干涉条纹间距为d,求波长与干涉条纹间距之间的关系。
答案:d = λ/2
解析:在双缝干涉实验中,干涉条纹间距d与光的波长λ之间的关系为d = λ/2。这是因为干涉条纹间距d是由两个相邻的明条纹或暗条纹之间的距离,而每个条纹对应一个光波的波峰或波谷,因此条纹间距d等于波长λ的一半。
-信息技术手段:利用在线平台、微信群等,实现预习资源的共享和监控。
作用与目的:
-帮助学生提前了解本节课的主要内容,为课堂学习做好准备。
-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
2.课中强化技能
教师活动:
-导入新课:教师通过讲解一个与双缝干涉相关的实际案例,引出本节课的主题,激发学生的学习兴趣。
-讲解知识点:教师详细讲解双缝干涉原理,结合实例帮助学生理解。
2.实验装置:双缝干涉实验的装置包括激光光源、双缝板、光屏和测量尺等。

人教版高二物理选修3-4第十三章4实验:用双缝干涉测量光的波长学案Word版

人教版高二物理选修3-4第十三章4实验:用双缝干涉测量光的波长学案Word版

在实验中双缝前面的单缝的作用是怎样的?如果我们用单色性很好的激光直接照射双缝,能否在屏上看到干涉条纹?提示:单缝的作用是获得线光源,如果用单色性很好的激光,则不需要单缝,直接照射双缝即可观察到干涉条纹.实验中为什么不直接测相邻条纹间距Δx,而要测几个条纹间距来求平均值?提示:由于光的波长很小,实验中条纹宽度很小,直接测出一条条纹的宽度不准确或较难实现,只能先测出n个条纹间距,再求相邻亮条纹间的距离,这样既便于测量,又可以减小误差.【例1】(多选)用白光做“双缝干涉”实验时,得到彩色的干涉条纹,下列说法正确的是()A.干涉图样的中央亮纹是白色的B.在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹C.在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹D.在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关【导思】 1.用单色光做双缝干涉实验,干涉条纹有什么特点?条纹间距与哪些因素有关?2.如果用白光做双缝干涉实验,干涉条纹有什么特点?中央亮纹两侧最先出现的是什么颜色条纹?【解析】白光是由各种不同色光组成的复色光,光屏中央到两狭缝距离相等,各色光经双缝到达光屏中央的路程差为零,在光屏中央均出现亮纹,各色光复合成白光,所以中央亮纹为白色.由Δx=ldλ可知:不同色光的干涉条纹间距Δx随波长λ的增大而增大,紫光的波长最短,所以靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹.故正确答案为A、C.【答案】AC分析双缝干涉图样必须明确影响条纹间距的因素有哪些.根据Δx=ldλ分析条纹间距的变化.在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是(ACD)A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E .将光源向远离双缝的位置移动解析:由Δx =Ld λ可知,改用波长更长的激光照射在双缝上,相邻亮条纹的间距Δx 增大,A 项正确,B 项错误;减小双缝间距d ,相邻亮条纹的间距Δx 增大,C 项正确;将屏幕向远离双缝的位置移动,增大了屏幕与双缝的距离L ,相邻亮条纹的间距Δx 增大,D 项正确;相邻亮条纹的间距与光源到双缝的距离无关,E 项错误. 考点二 用双缝干涉测量光的波长1.实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件; (2)观察白光及单色光的双缝干涉图样; (3)测单色光的波长. 2.实验器材光具座、单缝片、双缝片、滤光片(红、绿色滤光片各一片)、遮光筒、光源、测量头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)、米尺.3.实验装置 如下图所示:4.实验步骤(1)按照上图所示的装置安装好仪器,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏.(2)放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样. (3)在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样. (4)用米尺测出双缝到屏的距离l ,用测量头测出相邻的n 条亮(暗)纹间的距离a ;并利用公式Δx =an -1计算出Δx . (5)利用表达式λ=d Δxl ,求单色光的波长.(6)换用不同颜色的滤光片重复(3)(4)(5)步骤,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长. 5.注意事项(1)单缝、双缝应相互平行,其中心大致位于遮光筒的轴线上,双缝到单缝的距离应相等; (2)测双缝到屏的距离l 可以用米尺多次测量取平均值;(3)测条纹间距Δx 时,用测量头测出相邻n 条亮(暗)纹之间的距离a ,再求出相邻的两条亮(暗)纹之间的距离Δx=an-1.6.误差分析(1)误差来源本实验误差的主要来源:①米尺和测量头出现的读数误差对实验结果的影响很大;②单缝、双缝没有严格相互平行,其中心没有位于遮光筒的轴线上;③单缝到双缝的距离没有严格相等.(2)减小误差的方法①米尺测量屏到双缝的距离时多次测量取平均值,测量n条亮纹间距时多测几条亮纹之间的间距和,多次测量取平均值;②尽量把单缝、双缝调平行,调节单缝到双缝的距离相等,其中心大致位于遮光筒的中心.【例2】现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件,要把它们放在下图所示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:________.(2)本实验的步骤:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用米尺测量双缝到屏的距离;④用测量头测量数条亮条纹间的距离.在操作步骤②时还应注意________和________.(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时乙中手轮上的示数为________mm.求得相邻亮条纹的间距Δx为________mm.(4)已知双缝间距d 为2.0×10-4m ,测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ,由计算式λ=________求得所测红光波长为________nm.【导思】 1.实验时光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏在光具座上的放置顺序怎样? 2.实验时对单缝、双缝放置有什么要求?3.实验时为什么要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏中心大致在一条直线上? 4.测量条纹间距时,为什么不是直接测量相邻两亮(暗)条纹之间的距离,而是通过测量多条亮(暗)条纹间的距离求条纹间距?【解析】 (1)滤光片是从白光中选出单色红光,单缝屏是获取线光源,双缝屏是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏上.所以顺序为:C 、E 、D 、B 、A .(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间距离大约为5~10 cm.(3)测量头的读数:先读整数刻度,然后看半刻度是否露出,最后看可动刻度.题图甲读数为2.320 mm ,题图乙读数为13.870 mm ,所以相邻条纹间距:Δx =13.870-2.3205mm =2.310 mm.(4)由条纹间距公式Δx =l d λ得,λ=d Δxl ,代入数据得:λ=6.6×10-7 m =660 nm.【答案】 (1)C 、E 、D 、B 、A(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行 单缝、双缝间距离大约为5~10 cm (3)13.870 2.310(4)d Δx l 660用双缝干涉测量光的波长,光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏顺序不能放错.为了减小实验误差,测条纹间距Δx 时,需测n 条亮(暗)条纹间的距离a ,再推算得出相邻亮(暗)条纹间的距离Δx =a n -1,然后利用公式Δx =ld λ可得光的波长λ.某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A ),游标卡尺的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B ),游标卡尺的示数如图丁所示.已知双缝间距d =0.5 mm ,缝到屏的距离L=1 m.则:(1)图乙中游标卡尺的示数为1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为1.770 cm.(3)所测光波的波长为6.5×10-7 m(保留两位有效数字).解析:(1)图乙中游标卡尺是20个等分刻度,精确度为0.05 mm,读数为12 mm+0.05 mm×10=12.50 mm=1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺也是20个等分刻度,读数为17 mm+0.05mm×14=17.70 mm=1.770 cm.(3)由Δx=Ldλ可得λ=Δx·dL=(1.770-1.250)×10-26-2×0.5×10-31m=6.5×10-7 m.重难疑点辨析测量条纹中心间距的方法两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx1用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,如图所示.转动手轮,分划板会左、右移动.测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图所示),记下此时手轮上的读数a1,转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时,记下手轮上的读数a2,两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离.即Δx=|a1-a2|.【典例】某同学在做双缝干涉实验时,测得双缝间距d=3.0×10-3m,双缝到光屏间的距离为1 m,两次测量头手轮上的示数分别为0.6×10-3m和6.6×10-3m,两次分划板中心刻线间有5条亮条纹,求该单色光的波长.【解析】依题意可知Δx=an-1=6.6×10-3-0.6×10-35-1m=1.5×10-3m,λ=d·Δxl=3.0×10-3×1.5×10-31m=4.5×10-6 m.【答案】 4.5×10-6 mΔx应等于an-1而不是an,因为分划板中心刻线位于亮纹中心,中心刻线间有四个半宽度的亮条纹,所以Δx=an-1.1.一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色亮纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是(A)A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D.上述说法都不正确解析:白光包含各颜色的光,它们的波长不同,在相同条件下做双缝干涉实验时,它们的干涉条纹间距不同,所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹.选项A正确.2.包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验,所产生的干涉条纹中,离中央亮纹最近的干涉条纹是(A)A.紫色条纹B.绿色条纹C.红色条纹D.都一样近3.(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,经调节后在目镜中观察到如图甲所示的单色光干涉条纹,仅改变一个实验条件后,观察到如图乙所示的条纹,则改变的实验条件可能是(BD)A.减小光源到单缝的距离B.增大双缝之间的距离C.增大双缝到光屏之间的距离D.将红色滤光片改为绿色滤光片解析:由题图可知,甲图中条纹的间距比乙图大,根据公式Δx=ldλ知,可能是光的波长变短,也可能是双缝与屏间距离小,也可能是双缝间距增大.条纹间距与光源到单缝的距离无关,故A、C不符合题意,B符合题意;将红色滤光片改为绿色滤光片,波长变短,故条纹间距变小,故D符合题意.4.(多选)某同学按实验安装好仪器后,观察光的干涉现象,获得成功,若他在此基础上对仪器的安装做如下改动,但还能使实验成功的是(ABC)A.将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动C.将单缝向双缝移动少许,其他不动D.将单缝和双缝的位置互换,其他不动解析:由Δx=ldλ知,改变双缝到屏的距离l仍能得到清晰条纹,只不过条纹间距变化,故A正确.滤光片的作用是得到相干单色光,在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉,故B正确.单缝与双缝之间距离对干涉无影响,故C正确.而D项交换后实验不能成功,故A、B、C正确.5.如图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹的间距变大,可改用波长更长(选填“长”或“短”)的单色光,或是使双缝与光屏间的距离增大(选填“增大”或“减小”).。

人教版高中物理选修3-4第十三章第4节.docx

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高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第4节实验:用双缝干涉测量光的波长1.光源发出的光经____________成为单色光,单色光通过________后相当于线光源,经________产生稳定的干涉图样,通过屏可以观察到________________的干涉条纹.如果用白光通过双缝可以观察到________条纹.2.若双缝到屏的距离用l表示,双缝间的距离用d表示,相邻两条亮纹间的距离用Δx表示,则入射光的波长为λ=______________,实验中d是已知的,测出l、Δx即可测出光的波长λ.3.若用单色光作光源,则干涉条纹是________________的条纹,且条纹间距________,中央为____________.两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关,波长越大,条纹间距________.4.在双缝干涉实验中,中间明条纹(零级明条纹)到双缝的路程差为零,那么从双缝到第三级明条纹之间的路程差是()A.1.5λ B.2λ C.2.5λD.3λ5.在杨氏双缝干涉实验中,如果()A.用白光做光源,屏上将呈现黑白相间的条纹B.用红光做光源,屏上将呈现红黑相间条纹C.若仅将入射光由红光改为紫光,则条纹间距一定变大D.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹6.如图1所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样:图甲为绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;图乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a′为中央亮条纹.则以下说法正确的是()图1A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短概念规律练知识点一对实验原理的理解1.用单色光做双缝干涉实验,下述说法正确的是()A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距2.利用条纹间距与波长的关系式Δx=ldλ来推测用白光做双缝干涉实验时,干涉图样的特点.知识点二实验装置及注意事项3.某同学在做双缝干涉实验时,按装置图安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于()A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大B.没有安装滤光片C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强4.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件A.白炽灯B.单缝C.光屏D.双缝片E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上).(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是A________(A已写好).(2)正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,用测量头测出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b,则a、b相比较一定有________大于________.方法技巧练实验数据的处理方法5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,装置如图2所示.双缝间的距离d=3 mm.图2(1)若测定红光的波长,应选用________色的滤光片.实验时需要测定的物理量有________和________.(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮纹的位置如图3甲所示,观察第5条亮纹的位置如图乙所示.则可求出红光的波长λ=________m.图36.双缝干涉实验中,要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽,可采取以下办法:(1)____________;(2)____________;(3)________________.为测量红光的波长,现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm,已知双缝间的距离为0.5 mm,双缝到光屏的距离为1 m,则此红光波长为________.1.在双缝干涉实验中,以下说法正确的是()A.双缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况完全相同的光源B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是亮条纹D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等2.“用双缝干涉测量光的波长”实验中,为使光屏上单色光的条纹间距减小,可采取的措施是()A.换用缝距大些的双缝片B.换用缝距小些的双缝片C.适当调大双缝与屏的距离D.适当调小双缝与屏的距离3.在双缝干涉实验中,以下说法正确的是()A.入射光波长越小,干涉条纹间距越大B.入射光频率越高,干涉条纹间距越大C.把入射光由绿光变成紫光,干涉条纹间距变小D.把入射光由绿光变成红光,干涉条纹间距变小4.在利用测量头测量条纹宽度时,应使分划板中心刻线最好()A.与亮条纹的边缘线对齐B.与暗条纹的边缘线对齐C.与亮条纹的中心位置对齐D.与暗条纹的中心位置对齐5.如图4所示,从点光源发出的白光,经过透镜后成一平行光束,垂直照射到挡光板P 上,板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2,在屏Q上可以看到干涉条纹,图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点,则()图4A.干涉条纹是黑白的,O点是亮条纹B.干涉条纹是黑白的,O点是暗条纹C.干涉条纹是彩色的,O点是亮条纹D.干涉条纹是彩色的,O点是暗条纹题号 1 2 3 4 5答案6.利用图5中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:图5A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后,干涉现象消失其中正确的是________.7.在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节______和________的中心均位于遮光筒的中心轴线上,使单缝和双缝竖直并且互相平行.当屏上出现了干涉图样后,用测量头测出n条明条纹间的距离a,则两条相邻条纹间的距离Δx=________,双缝到毛玻璃的距离l用________测量,用公式________可以测出单色光的波长.8.在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600 mm,两缝之间的距离是0.20 mm,单缝到双缝之间的距离是100 mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某一亮条纹(记作第一条)的中心,这时手轮上的示数如图6(a)所示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮条纹的中心,这时手轮上的示数如图(b)所示.这两次示数依次为____ mm和____ mm.由此可以计算这次实验中所测得的单色光的波长为______ mm.图69.在双缝干涉实验中,两缝间的距离为0.020 cm,双缝到观察干涉条纹的光屏的距离是100.00 cm,用一种单色光黄光做此实验,在光屏上测出21条黄色亮条纹间的距离是5.90 cm,试求这种黄光的波长.如果换用一种频率为4.00×1014Hz的红光做此实验,在光屏上6.00 cm范围内最多能有多少条暗条纹.10.如图7所示,用激光束照射双缝干涉实验装置,后面屏上出现干涉条纹,其中单缝的作用是产生线光源,单缝、双缝应平行放置.图7(1)若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°),条纹将发生什么变化? (2)若将双缝绕中心轴旋转(不超过90°),条纹将发生什么变化?第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长课前预习练1.滤光片 单缝 双缝 明暗相间 彩色 2.dΔx l3.明暗相间 相等 亮条纹 越大4.D [由Δr =nλ(n =0、1、2、3…)可知屏上的第三级亮条纹对应n =3.]5.B [用白光做光源,屏上将呈现彩色条纹,A 错.用红光做光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,B 对.λ变小,Δx 变小,C 错.红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,D 错.]6.A [由图可知,图乙中的条纹间距较大,由Δx =ldλ可知λ乙>λ甲,故A 正确.]课堂探究练1.A [因为相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx =ldλ,其中d 为两个缝间的距离,l 为缝到屏的距离,λ为光波波长,可见相邻干涉条纹之间的距离相等.A 正确,B 、C 错误.因为λ红>λ蓝,所以Δx 红>Δx 蓝,故D 也错误.]2.中央亮条纹是白色,其他各级亮条纹中,红色在最外侧 解析 如图所示,自双缝S 1、S 2透射的光到达O 点的距离总相等,则各种颜色的光在O 点都被加强,故O 点作为中央亮纹是白色的.自双缝出射的某单色光到达P 点,其路程差为此光波波长的整数倍时,P 点就为这种单色光的颜色.由于红光的波长最长,而条纹间距Δx =ldλ,故红条纹间距最大,红色在最外侧.3.AC [安装实验器件时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位置在遮光筒轴线上,单缝与双缝要相互平行,才能使实验成功.当然还要使光源发出的光束不致太暗.据上分析,可知选项A 、C 正确.]点评 光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致时,因遮光筒很长,经过S 1、S 2发生干涉的图样不能呈现在屏上,失之毫厘,谬以千里,所以在调节时要特别仔细.4.(1)EBDC (2)a b解析 (1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源、滤光片、单缝、双缝、屏,或把它们全部倒过来,因第一项已给填好,故答案是EBDC .(2)由Δx =ldλ知,波长越长,条纹越宽,间距越大,或由干涉条纹的特征均可得出a 一定大于b.点评 光源、滤光片、单缝、双缝、屏在光具座上的顺序是固定的,任何两个元件之间的顺序不能颠倒,尤其是滤光片和单缝之间.5.(1)红 l Δx (2)6.86×10-7解析 (1)由于测量红光的波长,因此用红色滤光片.由Δx =ldλ可知要想测λ必须测定l和Δx.(2)由测量头的数据可知a 1=0,a 2=0.640 mm ,所以Δx =a 2-a 1n -1=0.6404 mm =1.60×10-4 m ,λ=d Δx l =3×10-3×1.60×10-40.70 m ≈6.86×10-7 m6.见解析解析 在双缝干涉实验中,根据公式Δx =ldλ可知,要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽,可以采取的办法有:(1)使用波长λ较长的单色光;(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒; (3)减小双缝之间的距离.根据测量值,计算相邻条纹间的距离:Δx =a n -1=7.55mm =1.5 mm再代入公式λ=Δxd l,求得红光波长为λ=7.5×10-7 m .方法总结 (1)在计算条纹间距时一定要弄清测量头上螺旋测微器两条刻线之差对应几个条纹间距.(2)螺旋测微器的读数原则是:①以mm 为单位;②整数部分由固定刻度的整数决定;③小数部分则由固定部分的半刻度和可动部分的示数共同决定:若固定部分过半刻线,则可动部分的示数加上“0.5”;若没有过半刻线,就由可动部分的示数来确定.有一点必须明确,示数一定要读到小数点后面的第三位.课后巩固练1.A [分光法获得相干光源,所以A 正确;白光的干涉条纹是彩色的,不是黑白相间的,B 错;像屏上某点到双缝的距离差为波长的1.5倍时,该处应是暗纹,C 错;相邻亮纹间距等于相邻暗纹间距,D 错.]2.AD [根据公式Δx =ldλ可知,增大双缝间距d 或减小双缝跟屏的距离l ,都会使单色光的干涉条纹间距Δx 减小,故选A 、D .]3.C4.C [相邻两亮条纹的间距是指相邻两亮条纹中心的间距.]5.C [白光是复色光,通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹.由题意知OS 1=OS 2,即光程差等于零,在O 点振动加强,形成亮条纹.所以A 、B 、D 错误,C 正确.]6.ABD7.光源 滤光片 a n -1毫米刻度尺 Δx =ld λ[第2个空也可填滤色片,第4个空也可填米尺(准确到毫米)]8.0.140 10.300 5.64×10-4解析 由图知:a 1=0.140 mm a 7=10.300 mm条纹宽度Δx =a 7-a 1n -1①又Δx =ldλ②解①②得λ=d Δx l =5.64×10-4 mm9.5.90×10-7m 16条解析 Δx =a n -1=5.90×10-220 m =2.95×10-3 m ,λ=d Δx l =0.02×10-2×2.95×10-31m=5.90×10-7 m .而红光波长λ′=c f =3×1084.00×1014 m =7.5×10-7m , Δx ′=l d λ′=7.5×10-70.02×10-2 m =3.75×10-3m , 所以暗条纹数为n =6×10-23.75×10-3=16条.10.见解析解析 在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光源,双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源,干涉条纹总是平行双缝.(1)当单缝旋转时,双缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光源,但由于通过双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗.(2)当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗.同时,干涉条纹保持与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转.。

高中物理 第十三章 光 4 实验:用双缝干涉测量光的波长自主练习 新人教版选修3-41

高中物理 第十三章 光 4 实验:用双缝干涉测量光的波长自主练习 新人教版选修3-41

实验:用双缝干涉测量光的波长我夯基我达标1.在利用双缝干涉测光波波长时,首先调节__________、__________和__________中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直并且相互平行,当屏幕上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺测出n 条明纹的距离a,则两条明条纹间的距离Δx=__________,双缝到毛玻璃屏的距离l 用__________测量,用公式__________可以计算出单色光的波长. 思路解析:理解双缝干涉的实验原理,正确操作实验装置,会分析实验数据,如两明条纹间距Δx=1-n a ,波长用公式Δx=dl λ推导可得. 答案:滤光片 单缝 双缝1-n a 米尺 Δx=d l λ 2.用红光做光的干涉实验时,已知双缝间的距离为0.2×10-3m,测得双缝到屏的距离为0.700m.分划板中心刻线对第一级亮条纹中央时手轮读数为0.200×10-3 m.第四条亮条纹所在的位置为7.470×10-3 m.则红光的波长为__________.若改用蓝光做实验,其他条件不变,则干涉条纹宽度将变__________(填“宽”或“窄”). 思路解析:条纹间距Δx=310200.010470.733--⨯-⨯m=2.423×10-3 m. 由Δx=dl λ得: λ=dl Δx=7.010243.2102.033--⨯⨯⨯m. 答案:6.9×10-7 m 窄3.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件:A.白炽灯,B.单缝片,C.光屏,D.双缝,E.滤光片.(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A__________(A 已写好).(2)正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,测量出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片,其他条件不变,测量出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有__________大于__________.思路解析:由于红光波长大于绿光,根据Δx=dl λ可知,Δx 红>Δx 绿,则一定有红光距离a 大于绿光距离b.答案:(1)EBDC(2)a b4.在双缝干涉实验中,设单缝宽度为h ,双缝距离为d ,双缝与屏距离为l ,当采取下列四组数据中的哪一组时,可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹( )A.h=1 cm d=0.1 mm l=1 mB.h=1 mm d=0.1 mm l=10 cmC.h=1 mm d=10 cm l=1 mD.h=1 mm d=0.1 mm l=1 m思路解析:根据Δx=d l λ可以得知,当d 较小、l 较大时,干涉条纹间距离明显,由此可以排除C 、B.由于干涉光束是同频率的,故h 要小,才能得到同频率光,排除A ,故选D. 答案:D5.在双缝干涉的实验中,入射光的频率为5×1014 Hz ,从双缝射出的两束光到达屏上某点的路程差为15 000,该点将出现什么样的条纹?思路解析:因为λ=Hzs m v c 148105/103⨯⨯=Hz=0.6×10-6 m=6×10-7 m=6 000 又因为2x λ=15 000 所以x=5由干涉现象规律可知:该点将出现第三级暗条纹.我综合我发展6.某同学在用双缝干涉仪做双缝干涉实验时,测得双缝间距d=3.0×10-3 m ,双缝到光屏间的距离为1 m ,前两次测量手轮上的示数分别为0.6×10-3 m 和6.6×10-3 m ,两次测量中分划板中心刻线分别对齐第一条亮纹和第五条亮纹中心.求该单色光的波长.图13-3-8思路解析:由题意知Δx=15106.0100.6133-⨯-⨯=---n a =1.5×10-3 m ,(Δx 不是等于na ,因为分划板中心刻线位于亮条纹中心,如题图所示,分划板两次中心刻线间四个亮条纹) λ=lx d ∆=2.4×10-3 m. 答案:2.4×10-3 m7.现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光C 、单缝D 和透红光的滤片E 等元件,要把它们放在图13-3-9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.图13-3-9(1)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮; ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; ③用米尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意_________________________.(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图13-3-10甲所示,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图13-3-10乙中手轮上的示数为_______________mm,求得相邻亮纹的间距Δx=__________mm.图13-3-10(3)已知双缝间距d 为2.0×10-4 m ,测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ,由计算式λ=_______,求得所测红光波长为____________m.思路解析:应注意调节单缝与双缝间距,并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源,发生干涉现象.(1)应注意调节单缝与双缝间距,并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源,发生干涉现象.(2)螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数,题图乙上的读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm,图甲上的读数为(2.0+32.0×0.01) mm=2.320 mm,Δx=5320.2870.13-mm=2.310 mm. (3)Δx=d l λ,所以λ=ld Δx=7.0100.24-⨯×2.310 mm=6.6×10-7 m. 答案:(1)使单缝和双缝间距为5—10 cm 使单缝与双缝相互平行(2)13.870 2.310 (3)ld Δx 6.6×10-7欢迎您的下载,资料仅供参考!。

人教版高中物理选修3-4第十三章第四节实验:用双缝干涉测量光的波长知能优化演练.docx

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高中物理学习材料桑水制作一、选择题1.某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于( )A .光束的中央轴线与遮光筒不一致,相差较大B .滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C .单缝与双缝不平行D .光源发出的光太强解析:选AC.安装实验器材时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位置在遮光筒的轴线,单缝与双缝要互相平行才能使实验成功.当然还要使光源发出的光束不能太暗,据上述分析可知选项A 、C 正确.2.(2013·镇江中学高二检测)用单色光做双缝干涉实验,下列说法中正确的是( )A .相邻干涉条纹之间距离相等B .中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍C .屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大D .在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距解析:选A.由于干涉条纹间的距离Δx =l dλ,相邻干涉条纹之间的距离相等,因为λ红>λ蓝,所以Δx 红>Δx 蓝.双缝与屏之间的距离越大,干涉条纹间的距离越大,故A 正确,B 、C 、D 均错误.3.(2013·赣州高二检测)某同学按实验装置安装好仪器后,观察光的干涉现象,获得成功.若他在此基础上对仪器的安装有如下改动,则仍能使实验成功的是( )A .将遮光筒的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动B .将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动C .将单缝向双缝移动少许,其他不动D .将单缝与双缝的位置互换,其他不动解析:选ABC.干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果,双缝后面的区域处处存在光,所以移动光屏,条纹仍然有,故A 、C 正确;将滤光片移至单缝和双缝之间,照到双缝上的光仍是振动情况完全一样的光源,故B 正确;将单缝与双缝的位置互换,失去了产生干涉的条件,故D 错误.4.双缝干涉实验装置如图所示,调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹.关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( )A .若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹B .若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化C .若将像屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹D .若将像屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化解析:选ACD.双缝干涉发生后,并不只是在光屏上有干涉图样,而是在双缝右侧的三维空间、只要通过双缝后的两列光波相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象,并且在新的位置仍很清晰.A 选项中条纹间距变宽,C 、D 选项中条纹间距不变.故A 、C 、D 正确.5.(2013·沈阳高二检测)做双缝干涉实验时,要增大屏上相邻亮条纹之间的距离,可以采取的措施是( )A .减小双缝到屏的距离B .增大光的频率C .增大双缝之间的距离D .增大光的波长解析:选D.由双缝干涉中条纹宽度的表达式Δx =l dλ可知,增大条纹宽度Δx ,可以增大双缝到屏的距离l 、减小双缝之间的距离d ,或者增大光的波长λ,故A 、C 错误,D 正确;增大光的频率,则减小了光的波长,条纹宽度减小,故B 错误.6.(2013·连云港高二检测)用单色光做双缝干涉实验,在光屏上某点P ,从中央O 点开始计数,P 点恰为第三条亮纹,现改用频率较高的单色光照射,其他的条件不变,那么( )A .P 处仍为第三条亮纹B .P 处可能是第四条亮纹C .P 处可能是第二条亮纹D .若将光屏向双缝移近一些,在P 处可能看到第二条亮纹解析:选B.频率高,则波长短,双缝到P 点光程差不变,故A 、C 错误,B 正确;若将光屏向双缝移近一些,条纹间距变小,故D 错误.二、非选择题7.利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:A .将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B .将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C .将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D .换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄E .去掉滤光片后,干涉现象消失其中正确的是________.解析:由条纹间距公式Δx =l dλ,d 指双缝间距离,l 是双缝到屏的距离,可知:A 项中l 减小,Δx 变小;B 项中λ变大,Δx 变大;D 项中d 变大,Δx 变小.故A 、B 、D 正确,将单缝向双缝移动一小段距离后,对条纹间距没有影响,故C 错误;滤光片的作用是为了得到单色光,去掉滤光片后,干涉条纹成为彩色条纹,故E 错误.答案:ABD☆8.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实验装置,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 .(2)本实验的实验步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; ③用米尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离 .在操作步骤②时还应注意____________________和______________________.(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如图乙中手轮上的示数为______ mm ,求得相邻亮纹的间距Δx 为______mm.(4)已知双缝间距d 为2.0×10-4m ,测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ,由计算公式λ=__________,求得所测红光波长为________nm.答案:(1)E 、D 、B (2)单缝和双缝间距5~10 cm 使单缝与双缝相互平行 (3)13.870 2.310 (4)d lΔx6.6×102。

2017年高中物理人教版选修3-4自我小测:第十三章 3 用双缝干涉测光的波长

2017年高中物理人教版选修3-4自我小测:第十三章 3 用双缝干涉测光的波长

选修3-4_13.3 用双缝干涉测光的波长1.在双缝干涉实验中,用白炽灯做光源在屏上出现了彩色干涉条纹,若用红色和绿色玻璃片各挡住一条缝,则屏上会出现( )A .红色干涉条纹B .绿色干涉条纹C . 红绿相间的干涉条纹D .无干涉条纹2.分别以红光和蓝光先后用同一装置进行双缝干涉实验,在屏上得到相邻的明条纹的距离分别为Δx 1和Δx 2,则( )A .Δx 1<Δx 2B .Δx 1>Δx 2C .若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则 Δx 1增大D .若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则 Δx 1不变3.双缝干涉实验装置如图所示,红光通过单缝S 后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S 1和S 2与单缝S 的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。

则下列说法正确的是( )A .若只减小两条狭缝S 1、S 2之间的距离,条纹间距将增大B .若只减小两条狭缝与屏之间的距离,条纹间距将增大C .若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖,条纹间距将增大D .若只把用红光照射改为用绿光照射,条纹间距将增大4.利用如图装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法,其中正确的是( )A .将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B .将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C .将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D .换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄 屏P P 1白炽灯 滤光片单缝 双缝 遮光筒 屏5.某同学利用双缝干涉实验装置测定红光的波长,已知双缝间距d= 0.20mm ,双缝到屏的距离L=700mm ,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐,并将该条纹记为第一亮条纹,其示数如图所示,此时的示数为 mm 。

然后转动测量头,使分划板中心刻线与第五亮条纹的中心对齐,测出第五亮条纹与第一亮条纹的中心线间距离为9.240mm 。

由以上数据可求得该红光的波长为 m (保留两位有效数字)。

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自我小测
1在杨氏双缝干涉实验中,保持双缝到屏的距离不变,调节双缝间的距离,当距离增大时,干涉条纹间距离将变__________,当距离减小时,干涉条纹间距将变__________。

2在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节______和________的中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使__________和__________竖直并且互相平行,当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺测出n条明条纹间的距离a,则两条相邻明条纹间的距离Δx=______,双缝到毛玻璃屏的距离l用___________测量,用公式________可以测出单色光的波长。

3(2009北京高考,21(1))在《用双缝干涉测光的波长》实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1),并选用缝间距d=0.20 mm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=700 mm。

然后,接通电源使光源正常工作。

图1
图2
图3
①已知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涉条纹如图2(a)所示,图2(a)中的数字是该同学给各暗条纹的编号,此时图2(b)中游标尺上的读数x 1=1.16 mm ;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示,此时图3(b)中游标尺上的读数x 2=______ mm ;
②利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗条纹)间的距离Δx =______ mm ;这种色光的波长λ=______ nm 。

4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,乙图中的黑点代表亮点的中心位置。

(1)这个现象说明激光具有______性。

(2)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍:如果双缝间距离为a ,双缝到感光片的距离为l ,感光片相邻两点间的距离为b ,则激光的波长λ=ab
l 。

该同学测得l
=1.000 0 m 、缝间距a =0.220 mm ,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时,尺与点的中心位置如乙图所示。

乙图中第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)
(3)如果实验时将红色激光换成蓝色激光,屏上相邻两光点间的距离将__________。

5在双缝干涉测光的波长的实验中,所用双缝间距d =2 mm ,双缝到屏的间距l =86.4 cm ,手轮的初始读数为a 1=2.12 mm ,转动手轮,分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数a 2=5.54 mm ,求通过滤光片后的波长。

6利用双缝干涉测光波波长的实验中,已知双缝到屏的距离为0.600 0 m ,两狭缝间距离为0.25×10-
3 m ,让分划板中心刻度线对齐中央亮条纹中心时,手轮上的读数为3.52×10-
3
m ,分划板中心刻度线对齐中央亮条纹一侧第6条亮条纹中心时,手轮上的读数为11.56×10
-3
m ,则此光波波长为多少?
7一同学在用双缝干涉测光的波长实验中,使用的双缝的间距为0.02 cm 。

测得双缝与
屏的距离为50 cm ,第一级亮条纹中心到第五级亮条纹中心的距离为0.45 cm ,则待测单色光的波长是多少?
8双缝干涉实验中,要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽,可采用的办法有哪些?为测量红光的波长,现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm ,双缝的间距为0.5 mm ,双缝到屏的距离为1 m ,则此红光的波长是多少?
91801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。

1834年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。

(1)洛埃镜实验的基本装置如上图所示,S 为单色光源,M 为一平面镜。

试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。

(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L ,光的波长为λ,在光屏上形成干涉条纹。

写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx 的表达式。

参考答案
1答案:小 大
2答案:单缝 双缝 单缝 双缝
a n -1
刻度尺 Δx =l
d λ
3解析:①由3(b)知:x 2=-15 mm +1×0.02 mm =15.02 mm ; ②综合图2(a)和3(a)可知:6Δx =x 2-x 1 Δx =x 2-x 16=15.02-1.16
6 mm =2.31 mm
由Δx =L d λ得:λ=d·Δx
L
,代入数据得:
λ=0.20×2.31700 mm =6.6×10-
7 m =6.6×102 nm
(因为1 m =109 nm)。

答案:①15.02 ②2.31 6.6×102
4答案:(1)波动 (2)8.5 6.23×10-
7 (3)减小
5解析:相邻亮条纹间的距离Δx 为: Δx =a 2-a 1
12
=0.285 mm
根据双缝干涉的规律利用公式Δx =l
d λ知:
λ=d
l Δx =0.285×10-
3×2×10-
30.864
m
=6.6×10-
7 m
答案:6.6×10-
7 m
6解析:两相邻亮条纹间距为 Δx =11.56×10-
3-3.52×10-
3
5
m
=1.608×10-
3 m
由公式Δx =l
d
λ得:
λ=dΔx l =0.25×10-
3×1.608×10-
3
0.600 0
m
=6.7×10-
7 m 。

答案:6.7×10-
7 m
7解析:相邻亮条纹间距为: Δx =0.454 cm =0.112 5 cm
=1.125×10-
3 m
由公式Δx =l
d λ得:
λ=dΔx l
=0.02×10-
2×1.125×10-
350×10-
2
m =4.5×10-
7 m 。

答案:4.5×10-
7 m
8答案:方法一,使用缝距更小的双缝;方法二,调整双缝到屏的距离,使距离增大。

光的波长为7.5×10-
7 m 。

9解析:(1)如下图所示,点光源S 发出的光一部分直接照到光屏上,另一部分则照到平面镜上,经平面镜反射后再照到光屏上。

这一部分光好像是从点光源的像点S ′发出的一样,这样就把同一束光分成了两束,形成相干光源,在它们叠加的区域内,形成明暗相间的干涉条纹。

作法:连接S 和平面镜的右边缘并延长交平面镜于b ;根据对称性作S 在平面镜中的像点S ′,连接S ′
和平面镜的左、右边缘并延长交平面镜于d 、c ;光屏上c 、d 之间的部分是两束光叠加的区域,在此区域内可以观察到干涉现象。

(2)Δx =L d λ 因为d =2a ,所以Δx =L
2a λ。

答案:见解析。

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