高中物理 第十三章 光 4 实验：用双缝干涉测量光的波长达标训练 新人教版选修3-4.doc

4 实验：用双缝干涉测量光的波长更上一层楼基础巩固1.若把杨氏双缝干涉实验改在水中进行，其他条件不变，则得到的干涉条纹间距将如何变化( )a.变大 b.变小 c.不变 d.不能确定解析：光在水中的波长小于空气中波长，由条纹间距公式x= 知，x，b选项正确.答案：b2.用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是( )a.相邻干涉条纹之间的距离相等b.屏幕上到两狭缝的路程差等于波长的整数倍的那些地方，将出现明条纹c.屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹的距离增大d.在实验装置不变的情况下，红光条纹间距小于蓝光条纹间距解析：双缝干涉，若入射光是单色光，则得到等间距分布的明暗相间的条纹，a选项对;光程差等于波长整数倍的地方出现明纹，b选项对;相邻两条亮纹（或暗纹）间距x=，若屏与双缝之间距离l减小，屏上条纹间距减小，c选项错；红光波长比蓝光波长长，所以保持l、d不变时，x红x蓝，d选项错.答案：ab3.利用双缝装置观察色光的干涉现象时，用同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，以下说法正确的是( )a.不同色光在屏上产生的条纹都应是明暗相间且等距的条纹b.条纹间距与光的波长成正比c.由于色光波长不同，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹d.红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距小解析：由条纹间距公式x=，同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，条纹间距与光的波长成正比，b选项正确;不同色光在屏上产生的条纹间距是不等的，a选项错误;虽然各色光波长不同，但中央的条纹一定是明条纹，c选项错误;红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距大，d选项错误.答案：b4.用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是( )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.屏与双缝之间的距离越小，则屏上条纹间距增大d.在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小与蓝光的条纹间距解析：在单色光做双缝干涉实验中，相邻干涉条纹之间的距离相等，a选项正确，b选项错误;由条纹间距公式x=，若其他量不变，屏与双缝之间的距离越小，则屏上条纹间距减小，c选项错误;由于红光的波长大于蓝光的波长，所以红光的条纹间距大与蓝光的条纹间距，d选项错误.答案：a5.先后用两种不同的单色光，在相同条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光比另一种单色光( )a.在真空中的波长较短b.在玻璃中的传播速度较大c.在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大d.其光的强度较强解析：由条纹间距公式x，若其他量不变，条纹间距与波长成正比，间距较大的那种单色光比另一种单色光的波长较大，a选项错误;在玻璃中的传播速度较大，b选项正确;在玻璃中传播时，玻璃的折射率较小，c选项错误;与光的强度无关，d选项错误.答案：b6.在如图13-3-7所示的杨氏双缝干涉实验中，已知ss1=ss2，且s1、s2到光屏上p点的路程差d=1.510-6 m.当s为=6 mm的单色光源时，在p点处将形成_条纹；当s为=0.5 mm的单色光源时，在p点处将形成_条纹.图13-3-7解析：若两相干光源的振动同相，则在离开两相干光源路程之差为光波波长的整数倍处会出现亮条纹，路程之差为光半波长的奇数倍处会出现暗条纹，若两相干源的振动反相，则出现明暗条纹的情况刚好相反.由于ss1=ss2，所以s1、s2处的光振动同相.当=0.6 mm时，d/=2.5，则p点处两分振动反相，形成暗条纹；当=0.5 mm时，d/=3，则p点处两分振动同相，形成亮条纹.答案：暗 亮7.为什么不直接测x，而要测n个条纹的间距？解析：相邻两条纹间距x是两条纹中心间的距离，这个距离比较小.为了减小误差，测出n个条纹间的距离a，然后取平均值求出x，则x=.8.为什么白光双缝干涉图样的中央亮纹是白色的？其他各级亮条纹中，为什么红色在最外侧？图13-3-8解析：如题图所示，自双缝s1、s2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.自双缝出射的光到达p点，其路程差为某一色光的整数倍时，p点就为这种色光的颜色.由于红光的波长最长，根据条纹间距x=，知红条纹间距最大，则红色在最外侧.综合应用9.实验室里观察黄光双缝干涉图样时，看到屏上的干涉条纹过密，难以区分，使相邻亮（暗）纹变宽一些的办法是( )a.使光源变亮一些b.使单缝到双缝的距离变大一些c.使双缝到屏的距离变大一些d.改用绿色光作光源解析：条纹间距公式x=，若使相邻亮（暗）纹变宽一些，则双缝与屏之间的距离大一些，b选项错误，c选项正确，改用波长长一些的光源，d选项错误.答案：c10.在用双缝干涉测光的波长的实验中，屏上不能看到干涉图样，比较可能出现的操作问题是( )a.单缝设置过宽b.光源、单缝、双缝未调节在遮光筒的轴线上c.光源亮度不够d.单缝、双缝互相不平行解析：在用双缝干涉测光的波长的实验中，屏上不能看干涉图样，有可能光源、单缝、双缝未调节在遮光筒的轴线上，b选项正确，也有可能单缝、双缝互相不平行，d选项正确.答案：bd11.某同学在用双缝干涉测光的波长的实验中，实验装置如图13-3-9所示.使用的双缝的间距为0.025 cm.实验时，首先调节_和_的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使_和_竖直且互相平行.当屏上出现了干涉图样后，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）观察第一条亮纹的位置如图13-3-9所示，第五条亮纹位置如图13-3-10所示，测出双缝与屏的距离为50.00 cm，则待测光的波长=_nm.图13-3-9图13-3-10解析：在光的干涉测波长的实验中，首先调节光源、滤光片、单缝、屏的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直且互相平行.在读数时由螺旋测微器原理知图（a）读数为1.138 mm，图（b）读数为5.880 mm，由x= mm=1.185 5 mm由公式= m=5.927 510-7 m=592.75 nm.答案：光源 滤光片/单缝 单缝 双缝 592.75 nm12.(2005天津理综)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，要把它们放在图13-3-11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13-3-11(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)本实验的步骤有：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；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；用米尺测量双缝到屏的距离；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.在操作步骤时还应注意_和_.(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图13-3-12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13-3-13中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距x为_mm. 图13-3-12 图13-3-13(4)已知双缝间距d为2.010-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式=_，求得所测红光波长为_nm.解析：在利用光的干涉测定光的波长的实验中，光具座上从左向右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏和测量头，实验过程中