人教版选修34 实验：用双缝干涉测量光的波长 第1课时 作业.docx

13.4实验：用双缝干涉测量光的波长1图3为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以()图3a将光屏移近双缝b更换滤光片，改用波长更长的单色光c增大双缝的间距d将光源向双缝移动一小段距离解析由x可知，要使干涉条纹的间距变大，可增大l和，或减小d，选项b正确答案b2某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图2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2a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解析由甲和乙两图可知改变条件以后条纹变宽，由x可知，只有b正确答案b3.(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解析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正确答案ac4在双缝干涉实验中，实验装置如图5所示，下列说法正确的是()图5a调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝b测量某条亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐c为了减少测量误差，可用测量头测出第1条亮条纹与第n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距xd单缝、双缝和滤光片缺一不可，否则屏上不会出现干涉图样解析在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播，故a错误因条纹宽度是指相邻亮条纹中心或相邻暗条纹中心之间的距离，故b正确微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差，但相邻两条亮条纹间距应为x，c错误；在该实验中，若没有滤光片，在屏上会得到白光的干涉图样，即彩色条纹，d错误答案b5在双缝干涉实验中()a入射光波长越长，干涉条纹间距越大b入射光波长越长，干涉条纹间距越小c把入射光由绿光变为紫光，干涉条纹间距变大d把入射光由绿光变为红光，干涉条纹间距变小解析由x得，双缝干涉条纹宽度与波长成正比，绿光比紫光的波长大，红光比绿光的波长大，故a正确答案a6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路程差为入射光波长的1.5 倍时，该点处一定是亮条纹d双缝干涉中相邻亮条纹之间的距离与相邻暗条纹之间的距离不相等解析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路程差为波长的1.5 倍时，该处应是暗条纹，c错；相邻亮条纹间距等于相邻暗条纹间距，d错答案a7在利用测量头测量条纹宽度时，最好应使分划板中心刻线()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答案c8利用图1中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法：图1a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x不变；d项中d变大，x变小，e项中去掉滤光片后，出现彩色条纹，故a、b、d正确答案abd9某次实验中，测得第一级亮条纹和第三级亮条纹相距4.0102 m，若双缝片间距为0.1 mm，缝到屏的距离为l4.0 m，则光波的波长为()a8.0108 mb5.0107 mc1.5108 md1.0107 m解析由公式x有，x2102 m，l4.0 m，d0.1 mm104 m，得5.0107 m.答案b10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2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2(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)测量数条亮条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3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，记下此时图乙中手轮上的示数_ mm，求得相邻亮条纹的间距x为_ mm.图3(4)已知双缝间距d为2.0104 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(1)滤光片e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所以排列顺序为：c、e、d、b、a(2)在操作步骤时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上(3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm，图甲读数为2.320 mm，所以相邻条纹间距x mm2.310 mm.(4)由条纹间距离公式x得：，代入数值得：6.6107 m6.6102 nm.答案(1)e、d、b(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上(3)13.8702.310(4)6.610211在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图4甲所示，转动手轮，使分划板向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示已知双缝间距d1.5 mm，双缝到屏的距离l1.00 m，则被测光的波长为多少？图4解析图甲读数为1.130 mm，图乙读数为1.760 mm.相邻两条亮条纹的间距x mm0.210 mm.由x得 m3.15107 m.答案3.15107 m12在双缝干涉实验中，两狭缝间的距离为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：(1)这种黄光的波长；(2)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解析(1)由题意可知，相邻的两条亮条纹间距x m2.95103 m，则黄光的波长 m5.90107 m.(2)红光波长 m7.5107 m，又x m3.75103 m，所以暗条纹数为n16条答案(1)5.90107 m(2)16条13.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，若已知双缝间的距离d.(1)若测定绿光的波长，应选用_色的滤光片实验时需要测定的物理量有_和_(2)已知双缝到光屏之间的距离l500 mm，双缝之间的距离d0.50 mm，单缝到双缝之间的距离s100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准a条亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准b条亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图4所示则入射光的波长_ m(结果保留两位有效数字)图4(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有_a改用波长较长的光(如红光)作为入射光b增大双缝到屏的距离c增大双缝到单缝的距离d增大双缝间距解析(1)由于测量绿光的波长，因此应用绿色滤光片由x可知要想测必须测定双缝到屏的距离l和相邻亮(暗)条纹间距x.(2)游标卡尺读数精确度为0.1 mm，a位置主尺读数为11 mm，游标尺读数为1，读数为x111 mm10.1 mm11.1 mm，同理b位置读数为x215.6 mm，则条纹间距x0.64 mm.利用x6.4107 m.(3)由x可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光、增大双缝到屏