第十四章　136.实验：用双缝干涉测量光的波长---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

这是一份第十四章　136.实验：用双缝干涉测量光的波长---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版），共13页。试卷主要包含了4 mm，双缝到屏的距离l=1，70　630，46−8等内容，欢迎下载使用。
1.(8分)(2025·河南省十校教研联盟联合模拟)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。
(1)(2分)M、N、P三个光学元件依次为 ；
A.滤光片、单缝、双缝
B.单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片
D.滤光片、双缝、单缝
(2)(2分)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，下列说法正确的是 ；
A.中央亮纹最亮最宽
B.将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度变宽
C.将屏向远离双缝的方向移动，可以减少从目镜中观察到的条纹个数
(3)(4分)某次实验中，目镜中心刻线对齐第n条亮条纹中心和第(n+10)条亮条纹中心时，游标卡尺的示数分别如图乙和图丙所示，图乙中游标卡尺的读数为 mm。已知双缝间距d=0.4 mm，双缝到屏的距离l=1.0 m，所测单色光的波长为 nm(保留3位有效数字)。
答案 (1)A (2)C (3)8.70 630
解析 (1)为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此，M、N、P三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝，故选A。
(2)单色光的干涉条纹等宽等亮，故A错误；
干涉条纹宽度与单缝与双缝的距离无关，将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度不变，故B错误；
由双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ可知，对于某单色光，波长λ一定，增大双缝到光屏的距离l可增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可以减少从目镜中观察到的条纹个数，故C正确。
(3)题图乙中游标卡尺的读数为8 mm+0.02×35 mm=8.70 mm
题图丙中游标卡尺的读数为24 mm+0.02×23 mm=24.46 mm
相邻亮(暗)条纹间距Δx=24.46−8.7010 mm=1.576 mm
根据条纹间距公式Δx=ld·λ，代入数据可得λ≈630 nm。
2.(10分)现用如图甲所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
(1)(2分)在组装仪器时单缝和双缝应该相互 放置(选填“垂直”或“平行”)；
(2)(4分)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16 mm；接着同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示，则读数为 mm，已知双缝间距d=2.00×10-4 m，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800 m，所测光的波长λ= nm(保留3位有效数字)；
(3)(2分)该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δx，而是先测量n个条纹的间距再求出Δx，这样做的理由是 ；
(4)(2分)洛埃镜实验的基本装置如图丙所示，S为单色光源。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和L，光的波长为λ。写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式为 。
答案 (1)平行 (2)15.02 693 (3)利用累积法求平均值的方法减小偶然误差 (4)Δx=L2aλ
解析 (1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
(2)50分度游标卡尺的精确值为0.02 mm，由题图乙可知读数为
15 mm+1×0.02 mm=15.02 mm
相邻两条亮条纹间距为
Δx=(15.02−1.16)×10−36−1 m=2.772×10-3 m
根据Δx=Ldλ
可得所测光的波长为
λ=ΔxdL=2.772×10−3×2.00×10−40.8 m=6.93×10-7m=693 nm
(3)该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δx，而是先测量n个条纹的间距再求出Δx，这样做的理由是：利用累积法求平均值的方法减小偶然误差。
(4)从S发出的光经过平面镜反射后射到屏上的光，相当于从S关于平面镜的像点S'发出的光射到屏上，也就相当于一个间距为2a的双缝，则在光屏上形成的相邻两条亮纹(或暗纹)间距离为
Δx=L2aλ。
3.(7分)(2025·山东省齐鲁教研体检测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示。
(1)(2分)下列说法中正确的是 。
A.要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现
B.使用间距更小的双缝，可增加从目镜中观察到的条纹个数
C.测量某条亮纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
(2)(2分)该同学调整好实验装置后，测出双缝间距d=0.25 mm，双缝到屏的距离l=50 cm，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图所示，则所测光的波长λ为 nm。
(3)(3分)该同学在实验操作中将一厚度为3λ、折射率为1.5的透明薄片置于双缝中的S1处，如图丙所示，他观察到的中点P处为 (选填“亮纹”或“暗纹”)。
答案 (1)C (2)713 (3)暗纹
解析 (1)若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行，要使条纹变得清晰，应调节拨杆使单缝与双缝平行，故A错误；
根据相邻两亮(暗)干涉条纹的间距Δx=λld，可知要增加观察到的条纹数，即Δx越小，可使用间距更大的双缝，故B错误；
测量某条干涉亮纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故C正确。
(2)由题图乙可知，螺旋测微器的读数分别为
x1=1 mm+0.415 mm=1.415 mm，
x2=8.5 mm+0.045 mm=8.545 mm，
相邻亮条纹的间距Δx=x2−x16−1=1.426 mm，根据Δx=ldλ可得所测光的波长λ=Δx·dl=713 nm。
(3)光在透明薄片中的波长较小，放置透明薄片相当于增加了光程，光通过透明薄片光程增加了3×1.5λ-3λ=1.5λ，由于S1、S2到P点的光程相同，因此P处为暗纹。