2021年高考物理第二轮复习《用双缝干涉测量光的波长》 专题练习(Word版附答案)
展开用双缝干涉测量光的波长
1.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要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)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A。
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;
②按合理的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用刻度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)测量数条亮条纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意________和________。
2.(多选)用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,其中光源为白炽灯泡,调整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,光屏上将出现彩色的干涉条纹
B.若单缝向右平移一小段距离,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.若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
E.测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为Δx=
3.用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100 mm,双缝与屏的距离L2=700 mm,双缝间距d=0.25 mm。用测量头来测量相邻亮条纹中心间的距离。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,让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心,如图乙所示。
(1)某同学发现,多次实验中,条纹有竖直的,有水平的,也有倾斜的,出现这些问题的原因是____________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)当分划板的中心刻线对准第1条亮条纹的中心时读数为x1=2.190 mm,对准第4条亮条纹的中心时读数如图丙所示,其读数x2=________ mm。
A.7.869 B.7.86
C.7.36 D.5.869
(3)写出计算波长的表达式λ=________(用d、L1、L2、x1、x2表示),根据已知数据和(2)中测得的数据,求解得到的波长为________ nm。
4.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要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)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,记下此时如图乙所示的手轮上的示数为________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为________mm。
(2)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__________nm。
5.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可________。
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=________。
(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为________ nm(结果保留三位有效数字)。
6.在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1________Δx2(填“>”“=”或“<”)。若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为________mm。
7.某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到图甲所示的条纹。他移动测量头上的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的示数x1;转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的示数x2如图乙所示,则x2=________ mm;如果该同学已经测得双缝的间距为0.60 mm、双缝和光屏之间的距离为300 mm,x1=0.800 mm,则该单色光的波长为________ m(计算结果保留三位有效数字)。
8.洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,________相当于另一个“缝”;
(2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是________(填“亮条纹”或“暗条纹”);
(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观察到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=________ m(结果保留三位有效数字)。
参考答案
1.(1)E__D__B__(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行__单缝、双缝间的距离要适当。
2. ACD
3.(1)见解析 (2)A (3)· 676。
4.(1)13.870 2.310 (2)Δx 6.6×102
5.(1)B (2) (3)630
7. 1.700 6.00×10-7
8. (1)S经平面镜成的像S′ (2)暗条纹 (3)6.33×10-7
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