人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长同步测试题

课时作业18　实验：用双缝干涉测量光的波长

1．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的(　D　)

A．传播速度不同　 　　　　 B．强度不同

C．振动方向不同   D．频率不同

解析：两侧条纹间距与各色光的波长成正比，不同色光的频率不同、波长不同．这样除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了彩色条纹．

2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为(　D　)

A．手电筒射出的光不是单色光

B．干涉图样太细小看不清楚

C．周围环境的光太强

D．这两束光为非相干光源

解析：两束光为非相干光源，不满足干涉产生的条件．

3．如图所示为实验时光屏上显示的单色光的干涉图样，当测量头的分划板中心刻线从图中a点移到c点时，测量了几条亮条纹间的距离(　B　)

A．1条  B．2条

C．3条  D．4条

解析：a点到c点是两条亮纹之间的距离．

4．(多选)用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置，c为中央亮条纹，则(　BD　)

A．O到达a、b的路程差为零

B．M、N到达b的路程差为λ

C．O到达a、c的路程差为4λ

D．M、N到达e的路程差为2λ

解析：振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足Δx＝nλ(n＝0,1,2,3，…)．故B、D正确．

5．(多选)利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的是(　AB　)

A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝

B．将滤光片由紫色换成红色，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．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大

解析：滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长λ变长，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，条纹间距Δx增大，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，由Δx＝λ可知与Δx无关，故干涉条纹间距不变，故C错误；测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，D错误．

6．用双缝干涉测光的波长．实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100 mm，双缝与屏的距离L2＝600 mm，单缝宽d1＝0.10 mm，双缝间距d2＝0.20 mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹到中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数为0.640 mm，转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心(如图丙所示)，记下此时手轮上的读数10.295 mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长5.4×10－7 m(结果保留两位有效数字)．在本实验中如果增大双缝与屏的距离，则光屏上得到的条纹间距增大(选填“增大”“减小”或“不变”)．

解析：图丙中测量头的固定刻度读数为10.0 mm，可动刻度读数为0.01×29.5 mm＝0.295 mm，所以最终读数为(10.0＋0.295) mm＝10.295 mm.

根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ得，

λ＝＝＝ m

≈5.4×10－7 m.

若将双缝到屏的距离增大，即L增大，则条纹间距变大．

1．双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)(　D　)

①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹；

②在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹；

③在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹；

④在距双缝的路程差为λ的点形成暗条纹．

A．①②　　　　　　　　　 B．②③

C．③④   D．②④

解析：在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx＝kλ(k＝0,1,2,3，…)，这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx＝(2k＋1)(k＝0,1,2,3，…)，这点为减弱点，该处出现暗条纹．

2．在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为(　C　)

A．2.06×10－7 m  B．2.06×10－4 m

C．1.68×10－4 m  D．1.68×10－3 m

解析：在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离l间的关系为Δx＝λ，则双缝间距d＝＝ m≈1.68×10－4 m.

3．用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是(　A　)

A．相邻干涉条纹之间距离相等

B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍

C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大

D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小

解析：由于干涉条纹间的距离Δx＝λ，相邻干涉条纹之间的距离相等，因为红光的波长较大，所以条纹间距大．双缝与屏之间的距离越大，干涉条纹间的距离越大，故选项A正确，选项B、C、D均错误．

4．在双缝干涉实验中，双缝的作用是(　B　)

A．遮住过于强烈的光

B．形成两个振动情况相同的光源

C．使白光变成单色光

D．使光发生折射

解析：干涉现象中，只有频率相同，振动情况相同，相位差恒定的相干光源才能产生干涉条纹，照到双缝的光来自同一光源，所以可形成两个振动情况相同的相干光源，选项B正确．

5．如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是(　A　)

A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长

B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长

C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短

D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短

解析：由公式Δx＝λ知波长越长条纹间距越大，红光波长比紫光大，故选项A正确．

6．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(　C　)

A．增大S1与S2的间距

B．减小双缝屏到光屏的距离

C．将绿光换为红光

D．将绿光换为紫光

解析：由Δx＝λ知，增大S1与S2的间距d或减小双缝屏到光屏的距离l时，条纹间距变小，选项A、B错误；将绿光换为红光，波长变大，条纹间距变大，选项C正确；将绿光换为紫光，波长变小，条纹间距变小，选项D错误．

7．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75.0 cm，如图(a)所示，实验时先转动如图(b)所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图(c)所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图(e)所示，则游标卡尺上的读数x1＝0.2 mm，然后再转动，直到对准第5条明条纹，如图(d)所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图(f)所示，则游标卡尺上的读数x2＝9.6 mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是6.3×10－4  mm.

解析：由游标卡尺读数规则读出x1＝0.2 mm，

x2＝9.6 mm，

Δx＝＝ mm，

λ＝＝ mm≈6.3×10－4 mm.