2025版高中物理第十三章4实验用双缝干涉测量光的波长练习含解析新人教版选修3-4

PAGE2-4试验:用双缝干涉测量光的波长1.(多选)在“视察光的干涉现象”试验中,某小组同学用绿色的激光在光屏上得到了较为清楚的干涉图样,为了得到条纹间距更大的干涉图样,他们探讨出下列几种方案,其中可行的是(AC)A.只需将光源改为红色的激光B.只需把双缝间距略微调大C.只需把光屏到双缝的距离调大D.只需把光源到双缝的距离调大解析:在波的干涉中,干涉条纹的间距Δx=ldλ2.某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的试验中,试验装置如图所示.(1)粗略调试后,出现了干涉图样,但不够清楚,以下调整做法正确的是.

A.旋转测量头B.上下拨动金属拨杆C.左右拨动金属拨杆D.前后拨动金属拨杆(2)该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.

A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头(3)下列图示中条纹间距表示正确的是.

解析:(1)考查操作学问,左右拨动金属拨杆,可使单缝与双缝平行,增加光的透射,可得到更加清楚的图样,选C.(2)旋转测量头,可使刻度线与条纹平行,选D.(3)相邻的明或暗条纹间距等于相邻两明或暗条纹中心间的距离,故选CD.答案:(1)C(2)D(3)CD3.某同学用如图(甲)所示试验装置做“用双缝干涉测量光的波长”的试验,相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出,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条亮纹,此时手轮上的示数为0.070mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,如图(乙)所示,此时手轮上的示数为mm.已知双缝间距离为d=0.400mm,测得双缝到毛玻璃屏的距离为L=0.600m,求得相邻亮纹间距离为Δx,写出计算被测量波长的表达式λ=,并算出其波长λ=nm.

解析:螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×44.5mm=0.445mm,所以最终读数为4.945mm.依据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλλ=dLΔx,代入数据得,λ答案:4.945Δxd4.在“用双缝干涉测光的波长”试验中,将双缝干涉试验仪按要求安装在光具座上[如图(甲)],并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏.从仪器注明规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm.然后,接通电源使光源正常工作.(1)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,第一次映入眼帘的干涉条纹如图(乙)(a)所示,图(乙)(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图(乙)(b)中游标尺上的读数x1=mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图(丙)(a)所示,此时图(丙)(b)中游标尺上的读数x2=mm.

(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx=mm;这种色光的波长λ=nm.

解析:(1)图(乙)中主尺读数为1mm,游标尺读数为8×0.02mm=0.16mm,所以读数为1.16mm,图(丙)中主尺读数为15mm,游标尺读数为1×0.02mm=0.02mm,所以读数为15mm+1×0.02mm=15.02mm.(2)由于图中数字标记的是暗条纹,首先应依据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数,若图(乙)的(a)图中的中心刻线所对亮条纹记为第1条,则图(丙)的(a)图中,中心刻线所对亮纹为n=7,则Δx=x2-x1n-1=2.31mm,光的波长λ答案:(1)1.1615.02(2)2.316.6×1025.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D、透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图(甲)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.(1)本试验的步骤有:①调整单缝与双缝的间距为5～10cm,并使单缝与双缝相互平行;②按合理依次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;③取下遮光筒右侧的元件,打开光源,调整光源高度,使光束能干脆沿遮光筒轴线把屏照亮;④用米尺测出双缝到屏的距离;用测量头(读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离;⑤将测得的数据代入公式求出红光的波长.以上步骤合理的依次是.(只填步骤代号)

(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图(乙)所示;然后同方向转动测量头,使分划板的中心刻线与第5条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图(丙)所示.则图(乙)中手轮上的示数是mm;图(丙)中手轮上的示数是mm.

(3)已知双缝到屏的距离为0.500m,运用的双缝间距为2.8×10-4m,由此可求得所测红光波长为λ=m(结果保留三位有效数字).解析:(2)螺旋测微器(乙)的固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为0.01×13.0mm=0.130mm,则最终读数为1.130mm.螺旋测微器(丙)的固定刻度读数为5.5mm,可动刻度读数为0