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高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-4第十三章 光4 实验：用双缝干涉测量光的波长课时训练
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-4第十三章 光4 实验：用双缝干涉测量光的波长课时训练，共3页。试卷主要包含了9×10-7 m窄，1 mm l=1 m等内容，欢迎下载使用。
1.在利用双缝干涉测光波波长时，首先调节__________、__________和__________中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且相互平行，当屏幕上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出n条明纹的距离a,则两条明条纹间的距离Δx=__________，双缝到毛玻璃屏的距离l用__________测量，用公式__________可以计算出单色光的波长.
思路解析：理解双缝干涉的实验原理，正确操作实验装置，会分析实验数据，如两明条纹间距Δx=,波长用公式Δx=λ推导可得.
答案：滤光片 单缝 双缝 米尺 Δx=λ
2.用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为0.2×10-3 m,测得双缝到屏的距离为0.700 m.分划板中心刻线对第一级亮条纹中央时手轮读数为0.200×10-3 m.第四条亮条纹所在的位置为7.470×10-3 m.则红光的波长为__________.若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度将变__________（填“宽”或“窄”）.
思路解析：条纹间距Δx=m=2.423×10-3 m.
由Δx=λ得：
λ=Δx=m.
答案：6.9×10-7 m窄
3.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯,B.单缝片，C.光屏，D.双缝，E.滤光片.（其中双缝和光屏连在遮光筒上）
（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A__________（A已写好）.
（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，测量出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片，其他条件不变，测量出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有__________大于__________.
思路解析：由于红光波长大于绿光，根据Δx=λ可知，Δx红>Δx绿，则一定有红光距离a大于绿光距离b.
答案：（1）EBDC
（2）a b
4.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹（ )
A.h=1 cm d=0.1 mm l=1 m
B.h=1 mm d=0.1 mm l=10 cm
C.h=1 mm d=10 cm l=1 m
D.h=1 mm d=0.1 mm l=1 m
思路解析：根据Δx=λ可以得知，当d较小、l较大时，干涉条纹间距离明显，由此可以排除C、B.由于干涉光束是同频率的，故h要小，才能得到同频率光，排除A，故选D.
答案：D
5.在双缝干涉的实验中，入射光的频率为5×1014 Hz，从双缝射出的两束光到达屏上某点的路程差为15 000，该点将出现什么样的条纹？
思路解析：因为λ＝Hz=0.6×10-6 m=6×10-7 m=6 000
又因为λ＝15 000
所以x=5
由干涉现象规律可知：该点将出现第三级暗条纹.
我综合我发展
6.某同学在用双缝干涉仪做双缝干涉实验时，测得双缝间距d=3.0×10-3 m，双缝到光屏间的距离为1 m，前两次测量手轮上的示数分别为0.6×10-3 m和6.6×10-3 m，两次测量中分划板中心刻线分别对齐第一条亮纹和第五条亮纹中心.求该单色光的波长.
图13-3-8
思路解析：由题意知Δx==1.5×10-3 m，(Δx不是等于，因为分划板中心刻线位于亮条纹中心，如题图所示，分划板两次中心刻线间四个亮条纹)
λ==2.4×10-3 m.
答案：2.4×10-3 m
7.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光C、单缝D和透红光的滤片E等元件，要把它们放在图13-3-9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.
图13-3-9
（1）本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，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_________________________.
（2）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图13-3-10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，记下此时图13-3-10乙中手轮上的示数为_______________mm，求得相邻亮纹的间距Δx=__________mm.
图13-3-10
（3）已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=_______，求得所测红光波长为____________m.
思路解析：应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（1）应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（2）螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数，题图乙上的读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm，图甲上的读数为(2.0+32.0×0.01) mm=2.320 mm，Δx=mm=2.310 mm.
（3）Δx=λ，所以λ=Δx=×2.310 mm=6.6×10-7 m.
答案：（1）使单缝和双缝间距为5—10 cm 使单缝与双缝相互平行
（2）13.870 2.310
(3)Δx 6.6×10-7
1.在利用双缝干涉测光波波长时，首先调节__________、__________和__________中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且相互平行，当屏幕上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出n条明纹的距离a,则两条明条纹间的距离Δx=__________，双缝到毛玻璃屏的距离l用__________测量，用公式__________可以计算出单色光的波长.
思路解析：理解双缝干涉的实验原理，正确操作实验装置，会分析实验数据，如两明条纹间距Δx=,波长用公式Δx=λ推导可得.
答案：滤光片 单缝 双缝 米尺 Δx=λ
2.用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为0.2×10-3 m,测得双缝到屏的距离为0.700 m.分划板中心刻线对第一级亮条纹中央时手轮读数为0.200×10-3 m.第四条亮条纹所在的位置为7.470×10-3 m.则红光的波长为__________.若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度将变__________（填“宽”或“窄”）.
思路解析：条纹间距Δx=m=2.423×10-3 m.
由Δx=λ得：
λ=Δx=m.
答案：6.9×10-7 m窄
3.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯,B.单缝片，C.光屏，D.双缝，E.滤光片.（其中双缝和光屏连在遮光筒上）
（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A__________（A已写好）.
（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，测量出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片，其他条件不变，测量出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有__________大于__________.
思路解析：由于红光波长大于绿光，根据Δx=λ可知，Δx红>Δx绿，则一定有红光距离a大于绿光距离b.
答案：（1）EBDC
（2）a b
4.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹（ )
A.h=1 cm d=0.1 mm l=1 m
B.h=1 mm d=0.1 mm l=10 cm
C.h=1 mm d=10 cm l=1 m
D.h=1 mm d=0.1 mm l=1 m
思路解析：根据Δx=λ可以得知，当d较小、l较大时，干涉条纹间距离明显，由此可以排除C、B.由于干涉光束是同频率的，故h要小，才能得到同频率光，排除A，故选D.
答案：D
5.在双缝干涉的实验中，入射光的频率为5×1014 Hz，从双缝射出的两束光到达屏上某点的路程差为15 000，该点将出现什么样的条纹？
思路解析：因为λ＝Hz=0.6×10-6 m=6×10-7 m=6 000
又因为λ＝15 000
所以x=5
由干涉现象规律可知：该点将出现第三级暗条纹.
我综合我发展
6.某同学在用双缝干涉仪做双缝干涉实验时，测得双缝间距d=3.0×10-3 m，双缝到光屏间的距离为1 m，前两次测量手轮上的示数分别为0.6×10-3 m和6.6×10-3 m，两次测量中分划板中心刻线分别对齐第一条亮纹和第五条亮纹中心.求该单色光的波长.
图13-3-8
思路解析：由题意知Δx==1.5×10-3 m，(Δx不是等于，因为分划板中心刻线位于亮条纹中心，如题图所示，分划板两次中心刻线间四个亮条纹)
λ==2.4×10-3 m.
答案：2.4×10-3 m
7.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光C、单缝D和透红光的滤片E等元件，要把它们放在图13-3-9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.
图13-3-9
（1）本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，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_________________________.
（2）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图13-3-10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，记下此时图13-3-10乙中手轮上的示数为_______________mm，求得相邻亮纹的间距Δx=__________mm.
图13-3-10
（3）已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=_______，求得所测红光波长为____________m.
思路解析：应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（1）应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（2）螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数，题图乙上的读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm，图甲上的读数为(2.0+32.0×0.01) mm=2.320 mm，Δx=mm=2.310 mm.
（3）Δx=λ，所以λ=Δx=×2.310 mm=6.6×10-7 m.
答案：（1）使单缝和双缝间距为5—10 cm 使单缝与双缝相互平行
（2）13.870 2.310
(3)Δx 6.6×10-7
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