2024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作业含解析新人教版选择性必修第一册.docx

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试验：用双缝干涉测量光的波长

【基础巩固】

1.某同学用单色光进行双缝干涉试验,在屏上视察到如图甲所示的条纹,仅变更一个试验条件后,视察到的条纹如图乙所示.他变更的试验条件可能是

()

甲乙

A.减小光源到单缝的距离 B.减小双缝之间的距离

C.减小双缝到光屏的距离 D.换用频率更高的单色光源

解析:依据Δx=ldλ,其中l是双缝到光屏的距离,d是双缝之间的距离,λ是波长,又λ=cf

答案:B

2.用单色光做双缝干涉试验,从中心O点起先计数,光屏上某点P处恰好为第三级亮条纹.现改用波长较短的单色光照耀,其他条件不变,那么 ()

A.P处仍为第三级亮条纹

B.P处可能是第四级亮条纹

C.P处可能是其次级亮条纹

D.将光屏向双缝移近一些,在P处可能看到其次级亮条纹

解析:波长变短,双缝到P点路程差不变,依据Δs=kλ(k=0,1,2,…)可知选项A、C错误,选项B正确.若将光屏向双缝移近一些,条纹间距变小,故选项D错误.

答案:B

3.在视察光的双缝干涉现象的试验中:

(1)将激光束照在图甲所示的双缝上,在光屏上视察到的现象是图乙中的.?

甲

ABCD

乙

(2)换用间距更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上视察到的条纹宽度将;保持双缝间距不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上视察到的条纹宽度将.(均选填“变大”“变小”或“不变”)?

解析:(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹,A图正确.

(2)依据Δx=ldλ知,当双缝间的距离d减小时,条纹间距变大;当双缝到光屏的距离l减小时,条纹间距变小

答案:(1)A(2)变大变小

4.在视察光的干涉现象的试验中,将两片刀片合在一起,在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间距的双缝.按如图所示的方法,让激光束通过自制的双缝,视察在光屏上出现的现象.

(1)保持双缝到光屏的距离不变,换用不同间距的双缝,双缝的间隔越小,屏上明暗相间的条纹间距(选填“越大”或“越小”).?

(2)保持双缝的间距不变,光屏到双缝的距离越大,屏上明暗相间的条纹间距(选填“越大”或“越小”).?

(3)在双缝间的距离和双缝到屏的距离都不变的条件下,用不同颜色的光做试验,发觉用蓝色光做试验时在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做试验时(选填“大”或“小”).?

(4)在该试验中,若所用激光的波长为5.300×10-7m,屏上P点到双缝S1和S2的路程差为1.855×10-6m,则在这里出现的应是(选填“亮条纹”或“暗条纹”).?

解析:(1)由Δx=ldλ可知,双缝间距d越小,屏上明暗相间的条纹间距Δx越大

(2)由Δx=ldλ可知,光屏到双缝的距离l越大,明暗相间的条纹间距Δx越大

(3)蓝色光的波长比红色光的波长小,由Δx=ldλ可知,用蓝色光做试验时屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做试验时小

(4)屏上P点到双缝S1和S2的路程差为所用激光的波长的3.5倍,所以P点应出现暗条纹.

答案:(1)越大(2)越大(3)小(4)暗条纹

5.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片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,用来测量红光的波长.

甲

(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列最佳依次应为C、、A.?

(2)本试验的主要步骤有:

①取下遮光筒左侧的元件,调整光源高度,使光束能干脆沿遮光筒轴线把屏照亮;

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用刻度尺测量双缝到屏的距离;

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.

在操作步骤②时还应留意.?

(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图乙所示,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,登记此时手轮上的示数,如图丙所示,为

mm,求得相邻亮条纹的间距Δx为mm.?

乙丙

(4)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=,求得所测红光波长为mm.?

解析:(1)白光通过滤光片获得红光,红光通过单缝获得线光源,通过双缝获得相干光,故最佳依次为C、E、D、B、A.

(2)操作步骤②时还应留意使单缝与双缝相互平行.

(3)