2013年高考物理复习 知能演练提升 第十二章 实验 用双缝干涉测光的波长

1 20132013 年高考物理复习年高考物理复习 知能演练提升 第十二章知能演练提升 第十二章 实验实验 用双缝用双缝 干涉测光的波长干涉测光的波长 1 1 如图实 如图实 7 7 所示 所示 a a b b c c d d 四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图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样 分析各图样的特点可以得出的正确结论是 图实 图实 7 7 A A a a b b 是光的干涉图样是光的干涉图样 B B c c d d 是光的干涉图样是光的干涉图样 C C 形成 形成 a a 图样的光的波长比形成图样的光的波长比形成 b b 图样光的波长短图样光的波长短 D D 形成 形成 c c 图样的光的波长比形成图样的光的波长比形成 d d 图样光的波长短图样光的波长短 解析 干涉条纹是等距离的条纹 因此 解析 干涉条纹是等距离的条纹 因此 a a b b 图是干涉图样 图是干涉图样 c c d d 图是衍射图样 故图是衍射图样 故 A A 项正确 项正确 B B 项错误 由公式项错误 由公式 x x 可知 条纹宽的入射光的波长长 所以可知 条纹宽的入射光的波长长 所以 a a 图样的光图样的光 l l d d 的波长比的波长比 b b 图样的光的波长长 故图样的光的波长长 故 C C 项错误 项错误 c c 图样的光的波长比图样的光的波长比 d d 图样的光的波长长 图样的光的波长长 故故 D D 项错误 项错误 答案 答案 A A 2 2 用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验 比普通光源效果更好 图像更清晰 如果 用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验 比普通光源效果更好 图像更清晰 如果 将感光元件置于光屏上 则不仅能在光屏上看到彩色条纹 还能通过感光元件中的信号转将感光元件置于光屏上 则不仅能在光屏上看到彩色条纹 还能通过感光元件中的信号转 换 在电脑上看到光强的分布情况 下列说法正确的是换 在电脑上看到光强的分布情况 下列说法正确的是 图实 图实 8 8 A A 当做单缝实验时 光强分布图如乙所示 当做单缝实验时 光强分布图如乙所示 B B 当做单缝实验时 光强分布图如丙所示 当做单缝实验时 光强分布图如丙所示 C C 当做双缝实验时 光强分布图如乙所示 当做双缝实验时 光强分布图如乙所示 D D 当做双缝实验时 光强分布图如丙所示 当做双缝实验时 光强分布图如丙所示 解析 当做单缝实验时 中间是亮条纹 往两侧条纹亮度逐渐降低 且亮条纹的宽度解析 当做单缝实验时 中间是亮条纹 往两侧条纹亮度逐渐降低 且亮条纹的宽度 不等 所以其光强分布图如乙所示 不等 所以其光强分布图如乙所示 A A 项正确 项正确 B B 项错误 当做双缝实验时 在屏上呈现的项错误 当做双缝实验时 在屏上呈现的 2 是宽度相等的亮条纹 所以其光强分布图如丙所示 是宽度相等的亮条纹 所以其光强分布图如丙所示 C C 项错误 项错误 D D 项正确 项正确 答案 答案 ADAD 3 3 2011 2011 北京高考北京高考 如图实 如图实 9 9 所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝S S时 在光屏时 在光屏 P P上观察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以上观察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 图实 图实 9 9 A A 增大 增大S S1 1与与S S2 2的间距的间距 B B 减小双缝屏到光屏的距离 减小双缝屏到光屏的距离 C C 将绿光换为红光 将绿光换为红光 D D 将绿光换为紫光 将绿光换为紫光 解析 由双缝干涉条纹间距公式解析 由双缝干涉条纹间距公式 x x 可知 要增大条纹间距 可以增大双缝到屏可知 要增大条纹间距 可以增大双缝到屏 l l d d 的距离 减小双缝间距 选用波长更长的单色光 因此的距离 减小双缝间距 选用波长更长的单色光 因此 C C 项正确 项正确 答案 答案 C C 4 4 如图实 如图实 1010 所示为双缝干涉的实验示意图 若要使干涉条纹间距变大可改用波长所示为双缝干涉的实验示意图 若要使干涉条纹间距变大可改用波长 更更 填 长 短填 长 短 的单色光 或者使双缝与光屏之间的距离的单色光 或者使双缝与光屏之间的距离 填 增大 减填 增大 减 小小 图实 图实 1010 解析 相邻亮暗相间条纹间的距离是解析 相邻亮暗相间条纹间的距离是 x x 因此要增大 因此要增大 x x 只要想办法增大波 只要想办法增大波 l l d d 长长 或增大双缝与光屏之间的距离或增大双缝与光屏之间的距离l l即可 即可 答案 长答案 长 增大增大 5 5 现有毛玻璃屏 现有毛玻璃屏A A 双缝 双缝B B 白光光源 白光光源C C 单缝 单缝D D和透红光的滤光片和透红光的滤光片E E等光学元件 等光学元件 要把它们放在如图实 要把它们放在如图实 1111 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 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 图实 图实 1111 3 1 1 将白光光源将白光光源C 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元件的字母排列顺序应为C C A A 2 2 本实验的步骤有 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 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 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 用米尺测量双缝到屏的距离 用测量头用测量头 其读数方法同螺旋测微器其读数方法同螺旋测微器 测量数条亮纹间的距离 测量数条亮纹间的距离 在操作步骤在操作步骤 时还应注意时还应注意 和和 3 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 1 条亮纹 此时手条亮纹 此时手 轮上的示数如图实 轮上的示数如图实 1212 甲所示 然后同方向转动测量头 使分划板中心刻线与第甲所示 然后同方向转动测量头 使分划板中心刻线与第 6 6 条亮纹条亮纹 中心对齐 记下此时如图乙所示的手轮上的示数中心对齐 记下此时如图乙所示的手轮上的示数 mm mm 求得相邻亮纹的间距 求得相邻亮纹的间距 x x为为 mm mm 图实 图实 1212 4 4 已知双缝间距已知双缝间距d d为为 2 0 102 0 10 4 4 m m 测得双缝到屏的距离 测得双缝到屏的距离l l为为 0 7000 700 m m 由计算式 由计算式 求得所测红光波长为 求得所测红光波长为 nmnm 解析 解析 1 1 光源发出的光经过滤光片后变成单色光 单色光经过单缝后相当于线光源 光源发出的光经过滤光片后变成单色光 单色光经过单缝后相当于线光源 再透过双缝时 双缝相当于振动情况完全相同的相干光源 双缝发出的两列相干光在光屏再透过双缝时 双缝相当于振动情况完全相同的相干光源 双缝发出的两列相干光在光屏 上叠加后形成稳定的干涉条纹 故双缝干涉仪上自左向右依次是 白光光源上叠加后形成稳定的干涉条纹 故双缝干涉仪上自左向右依次是 白光光源C C 滤光片 滤光片E E 单缝单缝D D 双缝 双缝B B和毛玻璃屏和毛玻璃屏A A 2 2 安装光学元件时 应注意单缝和双缝间距离为安装光学元件时 应注意单缝和双缝间距离为 5 5 cmcm 1010 cmcm 同时 单缝与双缝平 同时 单缝与双缝平 行 行 3 3 图中两测量头的示数分别为 图中两测量头的示数分别为 l l1 1 2 3202 320 mmmm l l2 2 13 5 13 5 37 0 0 01 37 0 0 01 mmmm 13 87013 870 mmmm 相邻两亮条纹间距离为 相邻两亮条纹间距离为 x x mmmm 2 3102 310 mmmm l l2 2 l l1 1 5 5 1 13 3 8 87 70 0 2 2 3 32 20 0 5 5 4 4 由由 x x 得 得 x x l l d d d d l l 红光的波长为 红光的波长为 4 x x 2 310 10 2 310 10 3 3 m m d d l l 2 2 0 0 1 10 0 4 4 0 0 7 70 00 0 6 6 106 6 10 7 7 m m 6 6 106 6 102 2 nmnm 答案 答案 1 1 E E D D B B 2 2 单缝和双缝间距单缝和双缝间距 5 5 cmcm 1010 cmcm 使单缝与双缝相互平行使单缝与双缝相互平行 3 13 870 3 13 870 2 3102 310 4 4 x x 6 6 106 6 102 2 d d l l 6 6 用某种单色光做双缝干涉实验时 已知双缝间的距离 用某种单色光做双缝干涉实验时 已知双缝间的距离d d的大小恰好是图实 的大小恰好是图实 1313 中中 游标卡尺的读数 如图丁所示 双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出 游标卡尺的读数 如图丁所示 双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出 如图丙所示 实验时先移动测量头如图丙所示 实验时先移动测量头 如图甲如图甲 上的手轮 把分划线对准靠近最左边的一条亮上的手轮 把分划线对准靠近最左边的一条亮 条纹条纹 如图乙所示如图乙所示 并记下螺旋测微器的读数 并记下螺旋测微器的读数x x1 1 如图戊所示如图戊所示 然后转动手轮 把分划线 然后转动手轮 把分划线 向右移动 直到对准第向右移动 直到对准第 7 7 条亮条纹并记下螺旋测微器的读数条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x x2 2 如图己所示如图己所示 由以上测量 由以上测量 数据求该单色光的波长 数据求该单色光的波长 图实 图实 1313 解析 根据条纹宽度公式解析 根据条纹宽度公式 x x 可知 波长可知 波长 x x 只要根据题目提供的数据 只要根据题目提供的数据 l l d d d d l l 就可求解 由丁图可直接读出就可求解 由丁图可直接读出 d d 0 250 25 mmmm 0 0000 000 2525 m m 双缝到屏的距离由丙图读出双缝到屏的距离由丙图读出 l l 749 8749 8 mmmm 0 7490 749 8 8 m m 由图乙 戊 己可知 两条相邻亮条纹间的距离由图乙 戊 己可