實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)同步練習(xí)(word版含答案)_第1頁(yè)
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實(shí)驗(yàn):用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)練習(xí)一、單選題有同學(xué)在重復(fù)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用白光照射雙縫前的單縫時(shí),在光屏上呈現(xiàn)出彩色條紋.現(xiàn)在這位同學(xué)又進(jìn)行了如下的探究,仍用白光照射雙縫前的單縫,然后在雙縫處用一個(gè)藍(lán)色玻璃片擋住其中的一縫,用一個(gè)紅色玻璃片擋住另一縫后(????)A.在光屏上出現(xiàn)紅藍(lán)相間的干涉條紋

B.在光屏上出現(xiàn)明暗相間的藍(lán)色干涉條紋

C.在光屏上出現(xiàn)明暗相間的紅色干涉條紋

D.在光屏看不到干涉條紋用楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)演示光的干涉,不影響條紋位置的因素是(????)A.光的強(qiáng)度 B.光的波長(zhǎng)

C.屏與狹縫的距離 D.兩狹縫間的距離某同學(xué)用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)條紋太密難以測(cè)量,可以采用的改善辦法是(????)A.增大雙縫間距

B.增大雙縫到屏的距離

C.增大雙縫到單縫的距離

D.改用波長(zhǎng)較短的光(如紫光)作為入射光用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),下述說(shuō)法中正確的是(????)A.相鄰干涉條紋之間的距離不相等

B.中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍

C.屏與雙縫之間距離減小,則屏上條紋間的距離增大

D.在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下,紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光屏上出現(xiàn)的條紋情況是(????)A.中心處的明條紋寬度比兩側(cè)的明條紋寬度大

B.各種不同色光的明條紋間距一樣大

C.在相同裝置中紅光的明條紋間距比紫光的明條紋間距大

D.對(duì)于同種色光,光屏離雙縫距離越近明條紋的間距越大某次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得第一級(jí)明條紋和第三級(jí)明條紋相距4.0×10?2m,若雙縫片間距為0.1mm,縫到屏的距離為A.8.0×10?8m B.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是(n為自然數(shù),λ為光波波長(zhǎng))(

)①在距雙縫的路程差相等的點(diǎn)形成暗條紋②在距雙縫的路程差為nλ的點(diǎn)形成亮條紋③在距雙縫路程差為nλ2④在距雙縫路程差為2n+1λA.①② B.②③ C.③④ D.②④如圖是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,其中S是單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏,實(shí)驗(yàn)時(shí)從左側(cè)入射平行光,判斷下述說(shuō)法中正確的是(

)A.把入射平行光由綠光換成紫光后,屏上干涉條紋中相鄰兩條明紋間的距離就變大

B.把入射光由綠光換成紅光后,屏上干涉條紋中相鄰兩條明紋間的距離就變大

C.入射光為單色平行光,當(dāng)雙縫S1、S2之間的距離變小時(shí),屏上干涉條紋中相鄰兩條明紋間的距離變小

D.若入射光為白光,將縫S1左邊加紅色濾光片(只透過(guò)紅光),將縫S2左邊加藍(lán)色濾光片1801年,托馬斯·楊(圖甲)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì),證實(shí)了光的波動(dòng)性,在光的波動(dòng)說(shuō)中具有重要的地位和意義。如圖乙所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,單縫S在雙縫S1、S2的中心對(duì)稱軸上,實(shí)驗(yàn)中在屏上P點(diǎn)剛好得到的是中央亮紋上方第3級(jí)亮紋,現(xiàn)要使P處出現(xiàn)中央亮紋上方第4級(jí)亮紋,可采取的措施有A.適當(dāng)增大屏到雙縫的距離 B.適當(dāng)增大單縫到雙縫的距離

C.換用頻率更低的單色光 D.換用波長(zhǎng)更短的單色光二、多選題在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用藍(lán)色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是A.增大雙縫間距 B.改用紅色激光

C.增大屏幕與雙縫的間距 D.增大光源與雙縫的間距如圖所示,在利用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中,單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)均位于雙縫S1和S2的中垂線上,屏上P點(diǎn)處是P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點(diǎn)處的亮條紋)的中心。已知入射光在真空中的波長(zhǎng)為λ,真空中的光速為c,雙縫S1與S2之間距離為A.來(lái)自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時(shí)間差為3λc

B.屏上P點(diǎn)和P0點(diǎn)之間僅能觀察到兩條暗條紋

C.僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動(dòng)的過(guò)程中,P點(diǎn)處能觀察到暗條紋

D.僅將屏向右(保持如圖甲所示,在平靜的水面下深h處有一個(gè)點(diǎn)光源s,它發(fā)出的兩種不同顏色的a光和b光在水面上形成了一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域,該區(qū)域的中間為由ab兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域周圍為環(huán)狀區(qū)域,且為a光的顏色(見(jiàn)圖乙)設(shè)b光的折射率為nb,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.在水中,a光的波長(zhǎng)比b光小

B.在水中,a光的傳播速度比b光大

C.復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為S=π?2nb2?1

下列說(shuō)法中正確的是(????)A.變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)

B.電磁波是橫波

C.紫外線的頻率比紅外線的頻率大

D.障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大時(shí),不能發(fā)生光的衍射現(xiàn)象

E.在“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”中,其它條件不變,若雙縫間距越大,屏上相鄰亮條紋間距越小三、實(shí)驗(yàn)題在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上,如圖甲所示,并選用縫間距d=0.2mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離L=700mm。接通電源使光源正常工作。

(1)M、N、P三個(gè)光學(xué)元件依次為_(kāi)_______。A.濾光片、單縫片、雙縫片

B.濾光片、雙縫片、單縫片C.偏振片、單縫片、雙縫片

D.雙縫片、偏振片、單縫片(2)對(duì)于某種單色光,為增加相鄰亮條紋(暗條紋)間的距離,可采取的方法有________。A.減小雙縫間距離

B.增大單縫的寬度C.減小透鏡與光源的距離

D.增大雙縫到屏的距離(3)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測(cè)量頭的目鏡看去,第1次映入眼簾的干涉條紋如圖乙所示,圖中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗條紋的編號(hào),此時(shí)游標(biāo)卡尺如圖丙所示,讀數(shù)為x1=1.16mm;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖丁所示,此時(shí)游標(biāo)卡尺如圖戊所示,讀數(shù)為x2=________(4)利用上述測(cè)量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)的距離Δx,進(jìn)而計(jì)算得到這種色光的彼長(zhǎng)λ=________nm。(5)一同學(xué)通過(guò)測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí),發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊,如圖己所示。若要使兩者對(duì)齊,該同學(xué)應(yīng)________。

A.僅左右轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡

B.僅旋轉(zhuǎn)濾光片C.僅撥動(dòng)撥桿

D.僅旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的雙縫干涉裝置測(cè)量光的波長(zhǎng)。

(1).按照實(shí)驗(yàn)裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪,使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋,手輪的示數(shù)如圖乙所示。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第11條亮條紋,手輪的示數(shù)如圖丙所示,則相鄰兩亮條紋間的距離是_______mm。(2).已知單縫與雙縫的距離L1=60mm,雙縫與光屏的距離L2=700mm,單縫寬d1=0.10mm,雙縫間距d利用所學(xué)物理知識(shí)解答問(wèn)題:

(1)如圖甲所示是用雙縫干涉測(cè)光波波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖,圖中①是光源,②是濾光片,③是單縫,④是雙縫,⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相鄰兩條亮紋之間距離的是______

A.增大③和④之間的距離

B.增大④和⑤之間的距離

C.將綠色濾光片改成紅色濾光片

D.增大雙縫之間的距離

(2)如果將燈泡換成激光光源,該實(shí)驗(yàn)照樣可以完成,這時(shí)可以去掉的部件是______(填數(shù)字代號(hào))。

(3)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪,使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋,讀出手輪的讀數(shù)如圖乙所示。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮紋,讀出手輪的讀數(shù)如圖丙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是______mm。

(4)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm、雙縫和光屏之間的距離是900mm,則待測(cè)光的波長(zhǎng)是______m.(取三位有效數(shù)字)利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中,雙縫間距d=0.4mm,雙縫到光屏間的距離l=0.5m,用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示,分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所給出,則:

(1)分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為xA=______mm,xB=______mm,相鄰兩條亮條紋中心之間的距離為△x=______mm。

(2)該單色光的波長(zhǎng)λ=______m。

(3)若增大雙縫的間距,其他條件保持不變,則得到的干涉條紋間距將______(填“變大”“不變”或“變小”);若改用頻率較高的單色光照射,其他條件保持不變,則得到的干涉條紋間距將在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上(如圖所示),并選用縫間距d=0.2?mm的雙縫屏.從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離L=700?mm.然后,接通電源使光源正常工作.

(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度.某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測(cè)量頭的目鏡看去,第1次映入眼簾的干涉條紋如圖甲所示,圖中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗條紋的編號(hào),此時(shí)圖乙中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x1=1.16?mm;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖丙所示,此時(shí)圖丁中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2=____________?mm(2)利用上述測(cè)量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離Δx=________?mm;這種色光的波長(zhǎng)λ=________?nm.

答案和解析1.【答案】D

2.【答案】A

3.【答案】B

4.【答案】C

5.【答案】C

6.【答案】B

7.【答案】D

8.【答案】B

9.【答案】D

【解答】

由于想將原來(lái)的第3級(jí)亮紋變成第四級(jí)亮紋,說(shuō)明兩相鄰亮條紋的距離變短了,根據(jù)公式Δx=Ldλ,L為屏到雙縫的距離,d為雙縫之間的距離,λ為波長(zhǎng),可知換用波長(zhǎng)更短的單色光可以實(shí)現(xiàn)目的。

故答案為D。

10.【答案】BC

【解答】

根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=Ldλ知,增大入射光的波長(zhǎng),減小雙縫間距,以及增大屏與雙縫的距離,可以增大條紋的間距,由于紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng),可知改用紅色激光可以增大條紋間距,故【解析】解:A、根據(jù)題意可知,P點(diǎn)到雙縫的光程差為△x=3λ,

所以來(lái)自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時(shí)間差為△t=3λc,故A正確;

B、由題意可知,屏上P點(diǎn)和P0點(diǎn)之間僅能觀察到三條暗條紋,故B錯(cuò)誤;

C、僅將單縫S0向左移動(dòng)的過(guò)程中,光源到P點(diǎn)的光程差不變,仍然為3λ,所以P點(diǎn)還是亮條紋,故C錯(cuò)誤;

D、僅將屏向右移動(dòng)的過(guò)程中,P點(diǎn)到光源的光程差逐漸發(fā)生變化,當(dāng)P到光源的光程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),P點(diǎn)觀察到暗條紋,故D【解答】

AB.a光在水面上形成的圓形亮斑面積較大,知a光的臨界角較大,根據(jù)sinC=1n,知a光的折射率較小,再由v=cn=λf,可知,在水中,a光的波長(zhǎng)比b光大,a光的傳播速度比b光大,故A錯(cuò)誤,B正確;

C.依據(jù)sinC=1n,結(jié)合幾何關(guān)系,可知,r?2+r2=1nb,而復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為【解析】解:A、根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,可知變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),故A錯(cuò)誤;

B、光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明電磁波是橫波,故B正確;

C、根據(jù)電磁波譜可知紫外線的頻率比紅外線的頻率大,故C正確;

D、障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大時(shí),能發(fā)生光的衍射現(xiàn)象,只不過(guò)衍射現(xiàn)象不會(huì)很明顯,故D錯(cuò)誤;

E、在“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”中,據(jù)△x=Ldλ,可知其它條件不變,若雙縫間距越大,屏上相鄰亮條紋間距越小,故E正確。

14.【答案】(1)A;

(2)AD;

(3)15.02

;

(4)660;

(5)D。

【解答】(1)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是讓單色光通過(guò)雙縫在光屏上形成干涉圖樣,所以讓白熾燈光通過(guò)濾光片形成單色光,再經(jīng)過(guò)單縫形成線光源,再通過(guò)雙縫形成干涉條紋。故自光源起合理的順序是濾光片、單縫片、雙縫片,選A。

(2)根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為Δx=Ldλ,為增加相鄰亮條紋(暗條紋)間的距離,可減小雙縫間距離或增大雙縫到屏的距離,AD正確,BC錯(cuò)誤。

(3)題圖戊中,游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.02mm×1=0.02mm,所以最終讀數(shù)為x2=15.02mm。

(4)兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離,

根據(jù),得。

(5)旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭,分劃板豎線隨之旋轉(zhuǎn),可使分劃板豎線與亮條紋對(duì)齊,故選D。

15.【答案】(1)1.449;(2)518

16.【答案】(1)BC;(2)②③;(3)1.61;(4)5.37×10?7

【解答】

(1)根據(jù)Δx=Ldλ知,為增大相鄰亮紋(暗紋)間的距離,可采取增大雙縫到光屏的距離、減小雙縫間距離、或增大入射光的波長(zhǎng),而單縫與雙縫間距不會(huì)影響條紋間距。故BC正確,AD錯(cuò)誤。

故選BC。

(2)將燈泡換成激光光源,激光的單色性好,不需要濾光片與單縫,即為②與③。

(3)圖乙中固定刻度讀數(shù)為0.0mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01mm×4.5=0.045mm,所以最終讀數(shù)x1=0.045mm。

圖丙中固定刻度讀數(shù)為14.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為:0.01mm×3.5=0.035mm,所以最終讀數(shù)x10=14.535mm。

根據(jù)Δx=14.535?0.04510?1mm=1.61mm;

(4)相鄰干涉條紋的間距Δx=1.61mm=1.6

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