高考物理系统性复习 (能力提高练) 第四节 实验：用双缝干涉测光的波长（附解析）

【能力提高练】第四节实验：用双缝干涉测光的波长1．(多选)(2022•高考山东卷)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是()A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹【解析】A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；C．根据条纹间距公式可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确；D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确。故选ACD。【答案】ACD2．(2022•辽南协作体高三(下)二模)某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，双缝与屏之间的介质先后为空气与矿泉水，屏上的干涉条纹间距分别为Δx1与Δx2。当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则()A．Δx2大于Δx1B．该矿泉水的折射率为C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点处能观察到暗条纹【解析】A．设入射光在矿泉水中的波长为，由，可知，干涉条纹间距正比于波长，因，故Δx2小于Δx1，A错误；B．根据公式可得，B错误；C．设入射光在矿泉水中的波长为，矿泉水的折射率为n，则有，由第三条亮条纹对应路程差为，但光在介质中的传播速度为，时间差为，C正确；D．仅将S0水平向左移动对观察结果没有影响，D错误。故选C。【答案】C3．(2022•山东省泰安第一中学高三(下)一模)a、b两种单色光用同一双缝干涉裝置在空气中实验得到的干涉图像分别如图甲、乙所示，则下列说法正确的是()A．在水中，单色光a比单色光b传播速度大B．从水中斜射进入空气，单色光a比单色光b全反射临界角大C．将原双缝干涉实验装置放入水中做实验，得到的干涉图样条纹间距变大D．将原双缝干涉实验装置放入水中做实验，适当调小双缝间距，可使干涉图样条纹间距不变【解析】A．由题图甲和题图乙可知，a单色光干涉条纹间距小，由，可知，a单色光的波长短，因此a单色光的频率高，水对单色光a的折射率大，由，可知，在水中，单色光a比单色光b传播速度小，选项A错误；B．由，可知，从水中斜射进入空气，单色光a比单色光b全反射临界角小，选项B错误；C．由于光从空气进入水中，波长变短，由，可知，将原双缝干涉实验装置放入水中做实验，得到的干涉图样条纹间距变小，选项C错误；D．将原双缝干涉实验装置放入水中做实验，由于单色光的波长入变短，由，可知，适当调小双缝间距d，可使干涉图样条纹间距不变，选项D正确。故选D。【答案】D4．(2022•辽宁省名校联盟高三(下)3月联合考试)不平行玻璃砖的截面如图所示，a、b两束单色光从空气垂直于玻璃砖上表面射入，在下表面上反射和折射情况如图所示，则a、b两束光()A．在同种均匀介质中传播时，b光的传播速度小B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较大C．在真空中，a光的波长大于b光的波长D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大【解析】A．a、b两束单色光从上表面射入到下表面时，它们的入射角相同，而a光发生了全发射，b光没有，说明a光的临界角小，所以a光的折射率大，根据，在介质中传播速度小，A错误；B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射率小，根据，则b光的折射角较大，B正确；C．a光的折射率大，a光的频率大，根据，所以a光的波长短，C错误；D．因为a光的波长短，故a、b光分别通过同一双缝干涉装置，根据，a光的相邻亮纹间距比b光的小，D错误。故选B。【答案】B5．(多选)(2022•黑龙江省实验中学高三(上)第六次月考)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，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【解析】A．根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，改用红色激光，波长变大，则条纹的间距变大，选项A正确；B．根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，改用蓝色激光，则波长变短，则条纹的间距变小，选项B错误；C．根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，减小双缝间距d，则条纹的间距变大，选项C正确；D．根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，将屏幕向远离双缝的位置移动，即l变大，则条纹的间距变大，选项D正确；E．根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，将光源向远离双缝的位置移动对条纹间距无影响，选项E错误.【答案】ACD6．(2022•天津市南开区高三(上)期末)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图a所示。(1)关于该实验，下列说法正确的是__________；A.单缝及双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D.若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小(2)某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐条纹中心时(图b)，游标尺的示数如图c所示；第二次分划板中心刻度对齐条纹中心时(图d)，游标尺的示数如图e所示。已知双缝间距为，双缝到屏的距离为，则图c游标尺的示数为________，两个相邻明纹(或暗纹)间的距离为________。实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是__________。所测单色光波长为_______。【解析】(1)[1]AB．为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，故B错误A正确；CD．由，可知，干涉条纹疏密程度与双缝间距离、双缝到屏的距离和光的波长有关，绿光的波长小于红光的波长，则若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小，故C错误D正确。故选AD。(2)[2]由图c可知，游标卡尺为10分度，且第5个小格对齐，则游标尺的读数为[3]由图e可知，游标卡尺为10分度，且第