高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长当堂检测题，共5页。试卷主要包含了0mm，0×10-7m，4×10-7m等内容，欢迎下载使用。

(1)将下表中的光学元件放在如图甲所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。
由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为 。(填写元件代号)
甲
(2)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm,双缝到光屏的距离l=0.50 m,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图丙所示,则其示数为 mm;在B位置时游标卡尺如图丁所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 m。
2.(2024江苏南京高二期末)用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间的距离d的大小恰好是图中游标卡尺的读数,如图丁所示;双缝到光屏的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出,如图丙所示;实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所示),并记下螺旋测微器的读数x1(如图戊所示),然后转动手轮,把分划线向右移动,直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x2(如图己所示),由以上测量数据求该单色光的波长。
3.(2024河北衡水高二期末)用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示。
(1)光具座上放置的光学元件依次为①光源(白炽灯)、② 、③ 、④双缝、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取 或 的方法。
甲
(2)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图乙所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央,手轮的读数如图丙所示。则相邻两亮条纹的间距为 mm(计算结果保留3位小数)。
(3)如果双缝的间距为0.30 mm、双缝和光屏之间的距离为900 mm,则待测光的波长为 m(计算结果保留3位有效数字)。
(4)如果将图甲中①光源(白炽灯)换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是 (选填数字代号)。
4.(2024浙江湖州高二月考)在用双缝干涉测量光的波长的实验中,备有下列仪器:
A.白炽灯
B.双缝
C.单缝
D.滤光片
E.光屏
(1)把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是 (填写字母代号)。
(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ= m(结果保留2位有效数字)。
(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有 。
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝间距
5.现有毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝和透红光的滤光片等光学元件,把它们放在如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)如图所示,A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样,回答下列问题:
①如果A图样是红光通过双缝产生的,那么换用紫光得到的图样用 图样表示最合适;
②如果将B图样的双缝距离变小,那么得到的图样用 图样表示最合适;
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数为2.320 mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数为13.870 mm,求得相邻亮条纹的间距Δx为 mm(结果保留三位小数);
(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,由计算公式λ= ,求得所测红光波长为 mm(结果保留两位有效数字)。
参考答案
分层作业28 实验:用双缝干涉测量光的波长
1.解析 (1)光源发出的白光,各种频率都有,加上E后通过的只有红光了,变成单色光,加上D和B,就得到两列频率相同、步调一致的相干光,最后放置光屏,干涉条纹呈现在光屏上,所以顺序为CEDBA。
(2)A位置的示数为111.10mm,B位置的示数为115.45mm,A、B之间的距离为(115.45-111.10)mm=4.35mm,则相邻亮条纹的间距为Δx=mm,再根据公式Δx=λ,代入数据得波长为5.4×10-7m。
答案 (1)CEDBA (2)111.10 5.4×10-7
2.解析 根据条纹间距公式Δx=λ可知,波长λ=Δx
由丁图可直接读出d=0.25mm
双缝到光屏的距离由丙图读出,l=749.0mm
由图乙、戊、己可知,两条相邻亮条纹间的距离
Δx=mm=2.400mm
将以上数据代入得λ==8.0×10-7m。
答案 8.0×10-7 m
3.解析 (1)在光具座上光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。由Δx=λ知,对某种单色光,要使Δx增大,可使l变大,d减小。
(2)图乙读数为x1=0.045mm,图丙读数为x2=14.540mm,则相邻两亮条纹的间距Δx==1.611mm。
(3)由Δx=λ得
λ=m=5.37×10-7m。
(4)若将光源(白炽灯)换成激光光源,由于激光具有相干性、方向性好等特点,所以可去掉滤光片和单缝。
答案 (1)滤光片 单缝 增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之间的距离 (2)1.611 (3)5.37×10-7 (4)②③
4.解析 (2)游标卡尺读数精确度为0.1mm
A位置读数为x1=11mm+0.1mm=11.1mm
B位置读数为x2=15.6mm
则相邻条纹间距Δx=
则λ=Δx=6.4×10-7m。
(3)由Δx=λ可知,要增大条纹间距,可用波长更长的入射光、增大双缝到屏的距离或减小双缝间距,故A、B正确。
答案 (1)ADCBE (2)6.4×10-7 (3)AB
5.解析 (1)由于紫光的波长比红光的短,由Δx=λ可知图样为C,如果将B图样的双缝距离变小,由Δx=λ可知,条纹间距变大,则图样为D;
(2)由题意可知Δx=mm=2.310mm;
(3)由Δx=λ可得λ=Δx,可求出λ=×2.310mm=6.6×10-4mm。
答案 (1)①C ②D
(2)2.310
(3)Δx 6.6×10-4元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片