人教版選修34 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長 第1課時 作業(yè).docx

13.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長1圖3為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖，光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，然后通過單縫和雙縫，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋若要使干涉條紋的間距變大，在保證其他條件不變的情況下，可以()圖3a將光屏移近雙縫b更換濾光片，改用波長更長的單色光c增大雙縫的間距d將光源向雙縫移動一小段距離解析由x可知，要使干涉條紋的間距變大，可增大l和，或減小d，選項(xiàng)b正確答案b2某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到圖2甲所示的條紋，僅改變一個實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖乙所示他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是()圖2a減小光源到單縫的距離b減小雙縫之間的距離c減小雙縫到光屏之間的距離d換用頻率更高的單色光源解析由甲和乙兩圖可知改變條件以后條紋變寬，由x可知，只有b正確答案b3.(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，按裝置圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是由于()a光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致，相差較大b沒有安裝濾光片c單縫與雙縫不平行d光源發(fā)出的光束太強(qiáng)解析安裝實(shí)驗(yàn)器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒軸線上，單縫與雙縫要相互平行，才能使實(shí)驗(yàn)成功當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不致太暗綜上所述，可知選項(xiàng)a、c正確答案ac4在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示，下列說法正確的是()圖5a調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫b測量某條亮條紋位置時，應(yīng)使測量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對齊c為了減少測量誤差，可用測量頭測出第1條亮條紋與第n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距xd單縫、雙縫和濾光片缺一不可，否則屏上不會出現(xiàn)干涉圖樣解析在不放置單縫和雙縫時才能根據(jù)光屏上光斑的形狀來判定光束是否沿遮光筒的軸線傳播，故a錯誤因條紋寬度是指相鄰亮條紋中心或相鄰暗條紋中心之間的距離，故b正確微小量累積法可有效減小測量中的偶然誤差，但相鄰兩條亮條紋間距應(yīng)為x，c錯誤；在該實(shí)驗(yàn)中，若沒有濾光片，在屏上會得到白光的干涉圖樣，即彩色條紋，d錯誤答案b5在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中()a入射光波長越長，干涉條紋間距越大b入射光波長越長，干涉條紋間距越小c把入射光由綠光變?yōu)樽瞎?，干涉條紋間距變大d把入射光由綠光變?yōu)榧t光，干涉條紋間距變小解析由x得，雙縫干涉條紋寬度與波長成正比，綠光比紫光的波長大，紅光比綠光的波長大，故a正確答案a6在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是()a雙縫屏的作用是使入射光到達(dá)雙縫屏?xí)r，雙縫就成了兩個振動情況完全相同的光源b若入射光是白光，則像屏上的條紋是黑白相間的干涉條紋c像屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為入射光波長的1.5 倍時，該點(diǎn)處一定是亮條紋d雙縫干涉中相鄰亮條紋之間的距離與相鄰暗條紋之間的距離不相等解析分光法獲得相干光源，所以a正確；白光的干涉條紋是彩色的，不是黑白相間的，b錯；像屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為波長的1.5 倍時，該處應(yīng)是暗條紋，c錯；相鄰亮條紋間距等于相鄰暗條紋間距，d錯答案a7在利用測量頭測量條紋寬度時，最好應(yīng)使分劃板中心刻線()a與亮條紋的邊緣線對齊b與暗條紋的邊緣線對齊c與亮條紋的中心位置對齊d與暗條紋的中心位置對齊答案c8利用圖1中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，下面幾種說法：圖1a將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄b將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬c將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬d換一個雙縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄e去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失其中正確的是_解析由條紋間距公式x(d指雙縫間距離，l是雙縫到屏的距離)，可知：a項(xiàng)中l(wèi)減小，x變?。籦項(xiàng)中變大，x變大；c項(xiàng)中x不變；d項(xiàng)中d變大，x變小，e項(xiàng)中去掉濾光片后，出現(xiàn)彩色條紋，故a、b、d正確答案abd9某次實(shí)驗(yàn)中，測得第一級亮條紋和第三級亮條紋相距4.0102 m，若雙縫片間距為0.1 mm，縫到屏的距離為l4.0 m，則光波的波長為()a8.0108 mb5.0107 mc1.5108 md1.0107 m解析由公式x有，x2102 m，l4.0 m，d0.1 mm104 m，得5.0107 m.答案b10現(xiàn)有毛玻璃屏a、雙縫b、白光光源c、單縫d和透紅光的濾光片e等光學(xué)元件，要把它們放在如圖2所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長圖2(1)將白光光源c放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為c、_、_、_、a(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮條紋間的距離在操作步驟時還應(yīng)注意_和_(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖3甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數(shù)_ mm，求得相鄰亮條紋的間距x為_ mm.圖3(4)已知雙縫間距d為2.0104 m，測得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計算式_，求得所測紅光波長為_ nm.解析(1)濾光片e是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲取線光源，雙縫屏是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列順序?yàn)椋篶、e、d、b、a(2)在操作步驟時應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上(3)螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)該：先讀整數(shù)刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可動刻度，圖乙讀數(shù)為13.870 mm，圖甲讀數(shù)為2.320 mm，所以相鄰條紋間距x mm2.310 mm.(4)由條紋間距離公式x得：，代入數(shù)值得：6.6107 m6.6102 nm.答案(1)e、d、b(2)放置單縫、雙縫時，必須使縫平保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上(3)13.8702.310(4)6.610211在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板的中心刻線對齊中央亮條紋的中心，此時螺旋測微器的讀數(shù)如圖4甲所示，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，使分劃板的中心刻線對齊第3條亮條紋的中心，此時螺旋測微器的讀數(shù)如圖乙所示已知雙縫間距d1.5 mm，雙縫到屏的距離l1.00 m，則被測光的波長為多少？圖4解析圖甲讀數(shù)為1.130 mm，圖乙讀數(shù)為1.760 mm.相鄰兩條亮條紋的間距x mm0.210 mm.由x得 m3.15107 m.答案3.15107 m12在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩狹縫間的距離為0.020 cm，雙縫到觀察干涉條紋的光屏的距離是100.00 cm，用一種單色光黃光做此實(shí)驗(yàn)，在光屏上測出21條黃色亮條紋間的距離是5.90 cm，試求：(1)這種黃光的波長；(2)如果換用一種頻率為4.001014 hz的紅光做此實(shí)驗(yàn)，在光屏上6.00 cm范圍內(nèi)最多能有多少條暗條紋解析(1)由題意可知，相鄰的兩條亮條紋間距x m2.95103 m，則黃光的波長 m5.90107 m.(2)紅光波長 m7.5107 m，又x m3.75103 m，所以暗條紋數(shù)為n16條答案(1)5.90107 m(2)16條13.在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，若已知雙縫間的距離d.(1)若測定綠光的波長，應(yīng)選用_色的濾光片實(shí)驗(yàn)時需要測定的物理量有_和_(2)已知雙縫到光屏之間的距離l500 mm，雙縫之間的距離d0.50 mm，單縫到雙縫之間的距離s100 mm，某同學(xué)在用測量頭測量時，調(diào)整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準(zhǔn)a條亮條紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)b條亮條紋的中心，前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖4所示則入射光的波長_ m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖4(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測量，可以采用的改善辦法有_a改用波長較長的光(如紅光)作為入射光b增大雙縫到屏的距離c增大雙縫到單縫的距離d增大雙縫間距解析(1)由于測量綠光的波長，因此應(yīng)用綠色濾光片由x可知要想測必須測定雙縫到屏的距離l和相鄰亮(暗)條紋間距x.(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)精確度為0.1 mm，a位置主尺讀數(shù)為11 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為1，讀數(shù)為x111 mm10.1 mm11.1 mm，同理b位置讀數(shù)為x215.6 mm，則條紋間距x0.64 mm.利用x6.4107 m.(3)由x可知，要增大條紋間距，可用波長更長的入射光、增大雙縫到屏