2016-2017學年高中物理第5章光的波動性2學生實驗：用雙縫干涉測量光的波長學業(yè)分層測評教科版選修3-4

1、學生實驗：用雙縫干涉測量光的波長（建議用時：45分鐘）1.某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖5-2-4甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示.他改變的實驗條件可能是（）圖5-2-4A.減小光源到單縫的距離B.減小雙縫之間的距離C.增大雙縫到光屏之間的距離D.換用頻率更高的單色光源E.換用頻率更低的單色光源【解析】根據(jù)Ax=d入，其中l(wèi)是雙縫到光屏之間的距離，d是雙縫之間的距離，入一一c，一，是波長，又入=丁B、C、E選項正確.【答案】BCE2 .用單色光做雙縫干涉實驗，在光屏上某點P,從中央O點開始計數(shù)，P點恰好為第三條亮紋，現(xiàn)改用波長較短的單色光照射，其他的

2、條件不變，那么不可能的是（）【導學號：18640033】A. P處仍為第三條亮紋B. P處可能是第四條亮紋C. P處可能是第二條亮紋D.若將光屏向雙縫移近一些，在P處可能看到第二條亮紋E.中央O點仍為亮紋【解析】波長短，雙縫到P點光程差不變，故A、C不可能；若將光屏向雙縫移近一些，條紋間距變小，故D不可能.【答案】ACD3 .（1）現(xiàn)有下列儀器：A.白熾燈B,雙縫C.單縫D.濾光片E.白色光屏把以上儀器裝在光具座上時，正確的排列順序應該是：（填寫字母代號）.(2)已知雙縫到光屏之間的距離L=500mm,雙縫之間的距離d=0.50mm,單縫到雙縫之間的距離s=100mm某同學在用測量頭測量時，調

3、整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準A亮條紋的中心，然后他繼續(xù)轉動，使分劃板中心刻線對準B亮條紋的中心，前后兩次游標卡尺的讀數(shù)如圖5-2-5所示.則入射光的波長入=m(結果保留兩位有效數(shù)字).圖5-2-5(3)實驗中發(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】游標卡尺讀數(shù)精確度為0.1mmA位置主尺讀數(shù)為11mm游標尺讀數(shù)為1,讀數(shù)為x=11mm+1X0.1mm=11.1mm,同理B位置讀數(shù)為X2=15.6mm,則條紋間距Ax專x-0.64mm.利用入筆.4><

4、107m.由Ax入可知，要增大條紋間距，可用波長更長的入射光或增大雙縫到屏的距離，故AB正確.【答案】(1)ADCBE(2)6.4X107(3)AB4 .如圖5-2-6所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學元件依次為光源、?遮光筒、光屏.對于某種單色光，為增大相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取或的方法.AA圖5-2-6【解析】做該實驗時用單色光，應特別注意，是濾光片，其他依次是單縫屏、雙縫屏、遮光筒和毛玻璃屏.由條紋間距公式AxX可知，要增大相鄰條紋間距，應該增大雙縫屏到光屏的距離或者減小兩縫間距離.【答案】濾光片單縫屏雙縫屏增大雙縫屏到光屏的距離減小雙縫屏兩縫間距5 .在“

5、用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，如圖5-2-7甲所示，并選用縫間距d=0.2mm勺雙縫屏.從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離l=700mm.然后，接通電源使光源正常工作.尤源凸透能濾光片雙箜遁光箭圖 5-2-7(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個分度.某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖5-2-7乙(a)所示，圖5-2-7乙(a)中的數(shù)字是該同學給各暗紋的編號，此時圖5-2-7乙(b)中游標尺上的讀數(shù)xi=1.16mm接著再轉動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖5-2-7丙(a)所示，此時圖5-2-7丙(b)中

6、游標尺上的讀數(shù)X2=mm；(2)利用上述測量結果，經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離Ax=mm這種色光的波長入=nm.【解析】(1)由游標尺的讀數(shù)規(guī)則可知：X2=(15.0+1X0.02)mm=15.02mm；X2一Xi(2)題圖乙(a)中暗紋與題圖丙(a)中暗紋間的間隔為6個，故Ax=-6=2.31mm；由x=_K可知入=；=6.6X102nm.dl【答案】(1)15.02(2)2.316.6X1026 .現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫R白光光源C單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把它們放在圖5-2-8所示的光具座上組成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長.、A圖 5-2-8(1)將白光光源C放

7、在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C(2)本實驗的步驟有：取下遮光筒左側的元件，調節(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)條亮紋間的距離.在操作步驟時還應注意單縫、雙縫應且.(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖5-2-9甲所示.然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數(shù)為mm求得相鄰亮紋的間距Ax=mm.甲乙圖 5-2-9(4)已知雙縫間距d為2.0X10-4m,測得雙縫到屏的距離l為0.700m,由計算式入=,求得所測紅光波長為nm.【解析】(1)由左至右依次放置白色光源C濾光片E、單縫口雙縫B、毛玻璃屏A(2)單縫、雙縫應相互平行并跟遮光筒軸線垂直.(3)甲的示數(shù)為2.320 mm,乙的示數(shù)為13.870 mm,則 Ax=13.870 2.3205mm