高中物理 13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长每课一练 新人教版选修34.doc

13.4 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x表示，则入射光的波长为_，实验中d是已知的，测出l、x即可测出光的波长.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()a1.5 b2 c2.5 d35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x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d3 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_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12345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x_，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4.001014 hz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2.3明暗相间相等亮条纹越大4d由rn(n0、1、2、3)可知屏上的第三级亮条纹对应n3.5b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对变小，x变小，c错红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，d错6a由图可知，图乙中的条纹间距较大，由x可知乙甲，故a正确课堂探究练1a因为相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离x，其中d为两个缝间的距离，l为缝到屏的距离，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错误因为红蓝，所以x红x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x，故红条纹间距最大，红色在最外侧3ac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s1、s2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)ab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x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lx(2)6.86107解析(1)由于测量红光的波长，因此用红色滤光片由x可知要想测必须测定l和x.(2)由测量头的数据可知a10，a20.640 mm，所以x mm1.60104 m， m6.86107 m6见解析解析在双缝干涉实验中，根据公式x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：x mm1.5 mm再代入公式，求得红光波长为7.5107 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：以mm为单位；整数部分由固定刻度的整数决定；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1a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2ad根据公式x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x减小，故选a、d.3c4c相邻两亮条纹的间距是指相邻两亮条纹中心的间距5c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，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6abd7光源滤光片毫米刻度尺x第2个空也可填滤色片，第4个空也可填米尺(准确到毫米)80.14010.3005.64104解析由图知：a10.140 mma710.300 mm条纹宽度x又x解得5.64104 mm95.90107 m16条解析x m2.9510