第3单元(二)用双缝干涉测量光的波长

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1.利用如下图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,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.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后,干涉现象消失其中正确的是________.【解析】本题考查用实验来研究双缝干涉现象、对双缝干涉实验装置的理解及相邻两条亮纹间距公式Δx=ldλ的应用.当将屏移近双缝时,屏与双缝间的距离l减小,根据公式Δx=ldλ可知条纹间距变窄,故A对.将滤光片由蓝色换成红色的后,由于红光的波长大,所以根据公式Δx=ldλ可知条纹间距变宽,故B对.将单缝向双缝移动一小段距离后,对条纹间距没有影响,故C错.当双缝间距离d增大时,根据公式Δx=ldλ可知条纹间距变窄,故D对.滤光片的作用是为了得到单色光,去掉滤光片后,干涉条纹成为彩色条纹,故E错.【答案】ABD2.(2009年高考上海单科)如下图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更________(填:长、短)的单色光;或是使双缝与光屏之间的距离________(填:增大,减小).【解析】依据双缝干涉条纹间距规律Δx=Ld·λ,可知要使干涉条纹的间距变大,需要改用波长更长的单色光,增大双缝与屏之间的距离L【答案】长增大3.某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图(a)所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,(b)图中的黑点代表亮点的中心位置.(1)这个现象说明激光具有______性.(2)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为l,感光片上相邻两光点间的距离为d,则激光的波长λ=adl.该同学测得l=1.0000m、缝间距a=0.220mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时,尺与点的中心位置如上图(b)所示.在上图(b)中第1到第4个光点的距离是______mm.实验中激光的波长λ=______m.(保留两个有效数字)(3)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将______.【答案】(1)波动(2)8.56.2×10-7(3)变小4.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,要把它们放在如下图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)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顺序应为C、________、A.(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒右侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;②按合理顺序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用米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)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意__________________和____________________.(3)将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,此时手轮上的示数如下图甲所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如下图乙所示中手轮上的示数______mm,求得相邻亮纹的间距Δx为______mm.(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____________nm.【解析】步骤:①是为了使光源在遮光筒的轴线上.图甲中手轮上的示数为2.320mm,上图乙中手轮上的示数是13.870mm.所以第6条亮纹中心与第一条亮纹中心间的距离是5Δx=(13.870-2.320)mm=11.550mm,则Δx=2.310mm.由Δx=ldλ得λ=dlΔx,代入数据得红光波长λ=2.0×10-40.700×2.310×10-3m=6.6×10-7m=6.6×102nm.【答案】(1)EDB(2)单缝和双缝间距5~10cm使单缝与双缝相互平行(3)13.8702.310(4)dlΔx6.6×1025.用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d=0.25mm,双缝到毛玻璃屏间距离l的大小也由下图中毫米刻度尺读出(如下图戊所示),实验时先移动测量头(如下图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如下图乙所示),并记下螺旋测微器的读数x1(如下图丙所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如下图丁所示),由以上测量数据可求得该单色光的波长.图中双缝的位置l1=________mm,毛玻璃屏的位置l2=______________mm.螺旋测微器的读数x1=________mm.螺旋测微器的读数x7=________mm.请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式________________.【解析】由戊图知:双缝位置l1=100.0mm,毛玻璃屏位置l2=938.0mm由丙图知:x1=0.300mm,由丁图知:x7=14.700mm由条纹间距公式Δx=ldλ得波长λ=Δxdl.又由装置图知l=l2-l1,Δx=x7-x16,所以λ=d(x7-x1)6(l2-l1).【答案】100.0938.00.30014.700λ=d(x7-x1)6(l2-l1)

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