2024-2025年新教材高中物理第四章光4实验：用双缝干涉测量光的波长练习含解析新人教版选择性必修第一册

PAGE3-试验：用双缝干涉测量光的波长eq\f(基础巩固练,25分钟·满分60分)一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)1．在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线(C)A．与亮条纹的边缘对齐B．与暗条纹的边缘对齐C．与亮条纹的中心位置对齐D．与暗条纹的中心位置对齐解析：在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心位置对齐，这是因为条纹的边缘轮廓不清楚，假如对准边缘测量误差较大，而亮条纹比暗条纹更好观测。故C正确，A、B、D错误。2．(多选)在做“用双缝干涉测量光的波长”试验时，一同学在光屏上隐隐看到亮光，基本看不到明暗相间的条纹，其缘由可能是(ACD)A．光源的高度不合适 B．没有放入滤光片C．单缝和双缝不平行 D．单缝和双缝的前后位置放反了解析：在“用双缝干涉测量光的波长”试验中，光源的中心与遮光筒的轴线不在同始终线上时可能看不到明暗相间的条纹；没有滤光片时，应看到彩色条纹；单缝和双缝不平行时，透过缝而到达屏的光线很少；单缝和双缝的前后位置放反了，到达屏的光少，而且不会发生干涉，故选项A、C、D都有可能导致看不到明暗相间的条纹。3．(多选)某同学按试验装置安装好仪器后，视察单色光的干涉现象，获得胜利。若他在此基础上对仪器的安装进行如下改动，还能使试验胜利的是(AC)A．将光源向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片去掉，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动解析：在双缝干涉中，干涉条纹的间距Δx＝eq\f(l,d)λ，由公式可得，条纹间距与波长λ、双缝到屏之间的距离l成正比，与双缝间的距离d成反比，光源向靠近双缝的方向移动少许时，l、d、λ均没有变更，则条纹间距不变，故A正确；滤光片去掉后无法形成单色光，干涉图样为彩色，故B错误；若单缝向双缝移动少许，不会变更条纹间距，故C正确；若单缝与双缝的位置互换，则无法形成干涉条纹，故D错误。二、非选择题(共36分)4．(16分)某同学用图甲所示的试验装置做“用双缝干涉测量光的波长”试验，他用带有游标尺的测量头(如图乙所示)测量两条亮条纹间的距离。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第一亮条纹)的中心，此时游标尺上的示数如图丙所示，再转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，此时游标尺上的示数如图丁所示，则图丁的示数x2＝__8.95__mm。假如试验所用双缝之间的距离d＝0.20mm，双缝到屏的距离L＝60cm。依据以上数据可得出光的波长λ＝__590.0__nm(保留1位小数)。解析：由游标卡尺的读数规则以及干涉条纹与波长的关系分析求解。x2＝8mm＋19×0.05mm＝8.95mm，由Δx＝eq\f(l,d)λ，Δx＝eq\f(x2－x1,5)，x1＝2×0.05mm＝0.10mm，所以λ＝590.0nm。5．(20分)(2024·浙江嘉兴高一中学高二检测)在“用双缝干涉测量光的波长”的试验中，将双缝干涉试验仪按要求安装在光具座上，如图所示，并选用缝间距d＝0.2mm的双缝片。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝片间的距离L＝700mm。接通电源使光源正常工作。(1)M、N、P三个光学元件依次为__A__。A．滤光片、单缝片、双缝片B．滤光片、双缝片、单缝片C．偏振片、单缝片、双缝片D．双缝片、偏振片、单缝片(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示，图中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时图乙中游标卡尺上的读数x1＝1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙所示，此时图丁中游标卡尺上的读数x2＝__15.02__mm。(3)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮条纹(或暗条纹间)的距离Δx，进而计算得到这种色光的波长λ＝__660__nm。(4)一同学通过测量头的目镜视察单色光的干涉图样时，发觉里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图所示。若要使两者对齐，该同学应如何调整__D__。A．仅左右转动透镜 B．仅旋转滤光片C．仅拨动拨杆 D．仅旋转测量头解析：(1)双缝干涉试验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成相干光，再通过双缝形成干涉条纹。故M、N、P依次为滤光片、单缝片、双缝片。(2)图丙中，游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为0.02mm×1＝0.02mm，所以最终读数为x2＝15.02mm。(3)两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝eq\f(x2－x1,6)＝eq\f(15.02－1.16,6)mm＝2.31mm，依据Δx＝eq\f(L,d)λ，得：