2020-2021物理（2019）选择性第一册4-4 实验：用双缝干涉测量光的波长含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年物理人教版（2019）选择性必修第一册课时作业：4-4实验：用双缝干涉测量光的波长含解析课时作业18实验：用双缝干涉测量光的波长1．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的(D)A．传播速度不同 B．强度不同C．振动方向不同 D．频率不同解析：两侧条纹间距与各色光的波长成正比，不同色光的频率不同、波长不同．这样除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了彩色条纹．2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样,这是因为（D)A．手电筒射出的光不是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光源解析:两束光为非相干光源，不满足干涉产生的条件．3．如图所示为实验时光屏上显示的单色光的干涉图样，当测量头的分划板中心刻线从图中a点移到c点时，测量了几条亮条纹间的距离（B)A．1条B．2条C．3条D．4条解析：a点到c点是两条亮纹之间的距离．4．（多选)用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置,c为中央亮条纹，则（BD)A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ解析：振动一致的两光源在空间发生干涉,得到亮条纹的条件满足Δx＝nλ(n＝0，1，2，3,…)．故B、D正确．5．（多选)利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的是（AB)A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B．将滤光片由紫色换成红色，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．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大解析:滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是形成相干光源,其排列顺序合理，故A正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长λ变长，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝eq\f(L，d)λ知，条纹间距Δx增大，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后,由Δx＝eq\f(L,d）λ可知与Δx无关，故干涉条纹间距不变，故C错误;测量过程中,把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，D错误．6．用双缝干涉测光的波长．实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100mm,双缝与屏的距离L2＝600mm,单缝宽d1＝0.10mm，双缝间距d2＝0。20mm。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹到中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮，使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数为0。640mm，转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心(如图丙所示），记下此时手轮上的读数10。295mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长5.4×10－7m(结果保留两位有效数字)．在本实验中如果增大双缝与屏的距离,则光屏上得到的条纹间距增大（选填“增大”“减小”或“不变”)．解析:图丙中测量头的固定刻度读数为10。0mm，可动刻度读数为0。01×29。5mm＝0.295mm，所以最终读数为(10。0＋0。295)mm＝10。295mm。根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ得，λ＝eq\f（Δxd,L）＝eq\f(dx2－x1,7－1L）＝eq\f(0。2×10－3×10。295－0.640×10－3，6×600×10－3）m≈5。4×10－7m。若将双缝到屏的距离增大，即L增大，则条纹间距变大．1．双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n为自然数，λ为光波波长）（D）①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹；②在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹；③在距双缝的路程差为neq\f（λ,2）的点形成亮条纹;④在距双缝的路程差为eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)）)λ的点形成暗条纹．A．①② B．②③C．③④ D．②④解析：在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx＝kλ（k＝0,1,2，3，…）,这点为加强点，该处出现亮条纹;当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx＝（2k＋1)eq\f(λ，2）(k＝0，1,2，3，…)，这点为减弱点，该处出现暗条纹．2．在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为（C)A．2.06×10－7mB．2。06×10－4mC．1。68×10－4mD．1。68×10－3m解析:在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离l间的关系为Δx＝eq\f(l,d）λ，则双缝间距d＝eq\f（lλ，Δx)＝eq\f（1.00×589×10－9，0。350×10－2)m≈1.68×10－4m.3．用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是(A）A．相邻干涉条纹之间距离相等B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍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，红光的条纹间距小解析：由于干涉条纹间的距离Δx＝eq\f(l,d)λ，相邻干涉条纹之间的距离相等，因为红光的波长较大，所以条纹间距大．双缝与屏之间的距离越大，干涉条纹间的距离越大，故选项A正确，选项B、C、D均错误．4．在双缝干涉实验中,双缝的作用是(B)A．遮住过于强烈的光B．形成两个振动情况相同的光源C．使白光变成单色光D．使光发生折射解析：干涉现象中，只有频率相同，振动情况相同,相位差恒定的相干光源才能产生干涉条纹,照到双缝的光来自同一光源，所以可形成两个振动情况相同的相干光源，选项B正确．5．如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况,a为中央条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是（A）A．丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短解析:由公式Δx＝eq\f(l,d）λ知波长越长条纹间距越大，红光波长比紫光大，故选项A正确．6．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏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(C）A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析：由Δx＝eq\f（l，d)λ知，增大S1与S2的间距d或减小双缝屏到光屏的距离l时，条纹间距变小，选项A、B错误；将绿光换为红光，波长变大，条纹间距变大,选项C正确；将绿光换为紫光，波长变小，条纹间距变小，选项D错误．7．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75。0cm，如图(a)所示，实验时先转动如图（b）所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图(c)所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图(e）所示，则游标卡尺上的读数x1＝0.2mm，然后再转动，直到对准第5条明条纹，如图(d)所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图(f）所示,则游标卡尺上的读数x2＝9。6mm，由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是6。3×10－4mm.解析：由游标卡尺读数规则读出x1＝0。2mm，x2＝9。6mm，