高中物理人教版 (新课标)选修34 实验：用双缝干涉测量光的波长综合训练题

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B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C．屏与双缝之间的距离减小，则屏上条纹间距增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
【解析】 因为相邻两条亮线(或暗线)间的距离Δy＝eq \f(l,d)λ，其中d为两个缝间的距离，l为缝到屏的距离，λ为光波的波长．可见相邻干涉条纹之间的距离相等，A正确，B错误．因为λ红>
λ蓝，故D也错误．
【答案】 A
2.分别使红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的条纹间的距离分别为Δy1和Δy2，则 （ ）
A.Δy1Δy2
C.若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δy1增大
D.若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δy1不变
根据测量值，计算相邻条纹间的距离：
Δx＝eq \f(a,n－1)＝eq \f(7.5,5) mm＝1.5 mm，
再代入公式λ＝eq \f(Δxd,l)，
求得红光波长为λ＝7.5×10－7 m.
【答案】 (1)使用波长λ较长的单色光
(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒
(3)减小双缝之间距离 7.5×10－7 m
4．(9分)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，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，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有________大于______．
【解析】 双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源、滤光片、单缝、双缝、屏，或把它们全部倒过来．因本题第一项已给填好，故答案是唯一的．
由Δy＝eq \f(l,d)λ知，波长越长，条纹越宽，间距越大；或由干涉条纹的特征，可得出a一定大于b.
【答案】 (1)E、B、D、C (2)a b
5．(9分)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D、红色滤光片E等元件，要把它们装在同一光具座上组成双缝干涉装置用来测量红光的波长．
(1)将白光光源C装在光具座最左端，由左到右依次放置其他元件．表示各光学元件的字母排列顺序应为C、______________.
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹记为0条纹，此时手轮上读数如图甲所示，读数为______ mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，读数如图乙所示，则相邻条纹间距为______ mm
【解析】 (1)器材排序为C、E、D、B、A.
(2)手轮的读数与螺旋测微器读数方法是相同的，要特别注意两点：一是注意相应的半毫米线是否露出；再就是估读，刻度线对齐时估0，不对齐时看情况估读，因此图甲中读数为2.320 mm，图乙中读数为13.870 mm.因此，这5条亮纹的中心间距x5－x0＝11.550 mm.故相邻亮条纹的间距Δy＝eq \f(x5－x0,5)＝2.310 mm.
【答案】 (1)E、D、B、A (2)2.320 2.310
6．(18分)某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图所示，激光器发出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线．
(1)这个现象说明激光具有________性．
(2)某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时如图甲所示，游标卡尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时如图乙所示，游标卡尺的读数如图丁所示．已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为________mm.图丁中游标卡尺的示数为________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________，所测光波的波长为____________m．(保留两位有效数字)
(3)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两条纹的距离将________．
【解析】 (1)此现象说明激光具有相干性．
(2)丙读数11.4 mm，丁读数16.7 mm
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的偶然误差．
由公式Δx＝eq \f(l,d)λ，
λ＝eq \f(Δxd,l)＝ m＝6.6×10－7 m.
(3)将红激光换成蓝激光时，由于λ变小，故条纹距离变小．
【答案】 (1)相干 (2)11.4 16.7 减小测量的偶然误差 6.6×10－7 (3)变小