人教版 (2019)4 实验：用双缝干涉测量光的波长同步训练题

第四章　4　

A组·基础达标

1．(多选)利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的有(　　)

A．实验装置中的①②③元件的中心大致位于遮光筒的中心轴线上

B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽

C．将双缝换为间距更小的双缝后，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

【答案】ABC　【解析】实验装置中的①②③元件的中心大致位于遮光筒的中心轴线上，A正确；根据Δx＝λ可知，将滤光片由紫色换成红色，红光波长大于紫光，则干涉条纹间距变宽，B正确；根据Δx＝λ可知，将双缝换为间距更小的双缝后，干涉条纹间距变宽，C正确；测量过程中误将5个条纹间距数成6个，测得的条纹间距变小，则根据λ＝波长测量值偏小，D错误．

2．(多选)利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是(　　)

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

【答案】ABD　【解析】由条纹间距公式Δx＝λ可知，当将屏移近双缝时，屏与双缝间的距离l减小，条纹间距Δx变窄，A正确；将滤光片由蓝色的换成红色的，由于红色的波长大，所以条纹间距Δx变宽，B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，对条纹间距Δx没有影响，C错误；当两双缝间距离d增大时，条纹间距Δx变窄，D正确．

3．(多选)用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹．关于该实验，下列说法正确的是(　　)

A．取下滤光片，光屏上将只见到白光

B．若光屏与双缝间距增大，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大

C．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小

D．测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为Δx＝

【答案】BC　【解析】取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，A错误；根据Δx＝λ知，使光屏与双缝间距L增大，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大，B正确；根据Δx＝λ知，将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，C正确；测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距Δx＝，D错误．

4．在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一般的单色光源，为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则(　　)

A．不再产生干涉条纹

B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变

C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置向上移

D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移

【答案】D　【解析】本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，S1、S2射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零，故中央亮纹下移．故D正确．

5．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是__________(填“明条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30×10－7 m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(填“变宽”“变窄”或“不变”)．

【答案】暗条纹　变宽　【解析】由于＝1.5，路程差为半波长的奇数倍，是暗条纹．若改用更大波长的光做双缝干涉，由于相邻条纹间距与波长成正比，故条纹间距变宽．

6．用双缝干涉测光的波长．实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝的距离为L1，双缝与屏的距离为L2，单缝宽为d1，双缝间距为d2.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离，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，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度．

(1)分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时示数x1＝2.190 mm，对准第4条亮纹的中心时手轮上的读数如图乙所示，则此时读数x2＝________mm.

(2)相邻两条亮纹间的距离Δx＝________mm，入射光的波长λ＝________(用题中的字母表示)．

【答案】(1)7.868(7.866～7.869)

(2) 1.893(或1.892)　

【解析】(1)题图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为7.5 mm，可动刻度读数为0.01×36.8 mm＝0.368 mm，则最终读数为x2＝7.5 mm＋0.368 mm＝7.868 mm.

(2)相邻两条亮纹间的距离Δx＝mm≈1.893 mm(或1.892)；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，解得λ＝＝.

B组·能力提升

7．某同学在测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.3 mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2 m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先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，此时手轮上的示数如图乙所示．图甲读数为________mm，图乙读数为________mm.

根据以上实验，测得光的波长是________m(结果保留2位有效数字)．

【答案】2.335(2.332～2.337)

15．375(15.372～15.377)　6.5×10－7

【解析】图甲螺旋测微器固定刻度的读数是2.0 mm，可动刻度的读数是33.5×0.01 mm＝0.335mm，则螺旋测微器的读数等于2.0 mm＋0.335 mm＝2.335 mm(2.332～2.337都正确); 图乙螺旋测微器固定刻度的读数是15.0 mm，可动刻度的读数是37.5×0.01 mm＝0.375mm，则螺旋测微器的读数等于15.0 mm＋0.375 mm＝15.375 mm(15.372～15.377都正确)；相邻条纹间距Δx＝，根据双缝干涉的条纹宽度的公式Δx＝λ，则这种单色光的波长λ＝＝，代入数据解得λ＝6.5×10－7m.

8．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距d＝0.2 mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．

(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2＝______ mm.

(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.

【答案】(1)15.02　(2)2.31　6.6×102

【解析】(1)游标尺的读数x2＝(15.0＋1×0.02) mm＝15.02 mm.

(2)图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个，故Δx＝＝2.31 mm；由Δx＝λ可知λ＝＝6.6×102 nm.