教科版选修34 学生实验：用双缝干涉测量光的波长 第1课时 作业.docx

2学生实验：用双缝干涉测量光的波长1.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图1甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是()图1a.减小光源到单缝的距离b.减小双缝之间的距离c.减小双缝到光屏之间的距离d.换用频率更高的单色光源答案b解析改变条件后亮条纹之间的间距变大，由公式x可知，要使x增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，c错；减小双缝之间的距离d，b对；换用波长更长，即频率更低的单色光源，d错；改变光源到单缝的距离不会改变x，a错.2.(多选)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，在其他条件不变的情况下，可选用的方法是()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答案acd解析根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距x 可知，要使x增大，可以增大波长或增大双缝到屏的距离或减小双缝间的距离，所以选项a、c、d正确，b、e错误.3.(多选)利用图2中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是()图2a.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.换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄答案abd解析由条纹间距公式x(d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离)，可知：a项中l减小，x变小；b项中变大，x变大；c项中对x没有影响；d项中d变大，x变小.故a、b、d正确.4.(多选)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管的轴线不一致，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答案ac解析安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光管的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光管轴线上，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.综上所述，可知选项a、c正确.5.(多选)英国物理学家托马斯杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象.图3为实验装置简图，m为竖直线状光源，n和o均为有狭缝的遮光屏，p为像屏.现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是()图3a.n应选用遮光屏1 b.n应选用遮光屏3c.o应选用遮光屏2 d.o应选用遮光屏4答案ac6. (多选)关于“用双缝干涉测量光的波长”实验，正确的说法是()a.实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行b.观察到的白光的干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧c.看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大d.测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数答案acd7.如图4所示，a、b、c、d代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：图4(1)如果a图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用_图样表示最合适.(2)如果将b图样的双缝距离变小，那么得到的图样用_图样表示最合适.(3)如果将a图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用_图样表示最合适.(4)如果将a图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用_图样表示最合适.答案(1)c(2)d(3)c(4)c解析利用公式x，光源由红光换成紫光时，变小， 相应x也变小，(1)中应选c；双缝距离d变小时，x变大，(2)中应选d；双缝到屏的距离l变小，得到的图样的x变小，(3)中应选c；将装置从空气移入水中时，波长变小，x也变小，(4)中应选c.8.如图5所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：图5(1)若实验中双缝之间的距离为1.50 mm，双缝到屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第4条亮条纹中心间的距离为0.980 mm，则该光的波长为_ nm.图6(2)若实验中，将单缝s从双缝s1、s2的中央对称轴的位置稍微向上移动，如图6所示，则_.a.不会出现干涉条纹b.仍然产生干涉条纹，且中央亮条纹的位置不变c.仍然产生干涉条纹，且中央亮条纹的位置略上移d.仍然产生干涉条纹，且中央亮条纹的位置略下移答案(1)490(2)d解析(1)x0.980 mm9.80104 m，d1.50 mm1.50103 m，l1.00 m，由公式x，得 m4.90107 m490 nm.(2)在双缝干涉实验中，若把单缝s从双缝s1、s2的中心对称轴位置稍微向上移动，如图中s所示.通过双缝s1、s2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮条纹的位置经过s1、s2到s的路程差仍等于0，ss1s2p，中央亮条纹p的位置略向下移，故d正确，a、b、c错误.9.如图7甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置，测得双缝屏到毛玻璃屏的距离l为0.2 m、双缝的距离d为0.4 mm，图乙是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5、是亮条纹的编号，图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为_ mm，图丁是测第4号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为_ mm.根据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离x_ mm，计算波长的数学表达式_，被测光的波长为_ nm.图7答案0.5101.4850.325650解析题图丙是测第1号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为0.5 mm0.011.0 mm0.510 mm.题图丁是测第4号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为1 mm0.0148.5 mm1.485 mm.相邻两条亮条纹间的距离x mm0.325 mm.根据双缝干涉条纹的间距公式x，得.代入数据得： m6.5107 m650 nm.10.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，取双缝间距d0.5 mm，双缝与光屏间的距离l0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图8甲所示，分划板中心刻线在图中a、b位置时游标卡尺读数如图乙所示，则图中a位置的游标卡尺读数为_ mm，单色光的波长约为_ m.(结果保留2位有效数字)若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示.通过装置中的“拨杆”的拨动_(填“能”或“不能”)把干涉条纹调成与分划板中心刻线在同一方向上.甲乙丙图8答案11.16.3107不能解析a位置游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺读数为0.11 mm0.1 mm，所以最终读数为11.1 mm.b位置游标卡尺的主尺读数为15 mm，游标尺读数为0.15 mm0.5 mm，所以最终读数为15.5 mm.相邻两条纹的间距x mm0.63 mm.根据双缝干涉条纹的间距公式x得，x，代入数据得， m6.31