物理實驗：用雙縫干涉測量光的波長各地方試卷集合及解析

物理實驗：用雙縫干涉測量光的波長各地方試卷集合及解析一、實驗：用雙縫干涉測量光的波長實驗題1.某實驗小組在用雙縫干涉測光的波長的實驗中，將雙縫干涉實驗儀器按要求安裝在光具座上，如圖甲所示。雙縫間距d=0.20mm，測得屏與雙縫間的距離L=500mm。然后，接通電源使光源正常工作：⑴某同學在測量時，轉(zhuǎn)動手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準亮條紋A的中心，如圖乙所示，則游標卡尺的讀數(shù)為cm；然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線對準亮條紋B的中心，若游標卡尺的讀數(shù)為1.67cm，此時主尺上的cm刻度與游標尺上某條刻度線對齊；入射光的波長乍m；（2）若實驗中發(fā)現(xiàn)條紋太密，可采取的改善辦法有（至少寫一條）。2.某同學用如圖所示的實驗裝置測量光的波長。⑴用某種單色光做實驗時，在離雙縫1.2m遠的屏上，用測量頭測量條紋的寬度：先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)如圖甲所示；然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第4條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示。圖甲讀數(shù)為mm，圖乙讀數(shù)為mm。已知兩縫間的間距為0.3mm，由以上數(shù)據(jù)，可得該單色光的波長是m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。囹甲 圖巳（2）若實驗中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測量，可以采用的改善方法有。A?改用波長較短的光作為入射光增大雙縫到屏的距離換窄一點的單縫換間距為0.2mm的雙縫3.某同學在做"用雙縫干涉測光的波長”實驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時（如圖甲），游標卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心線時

（如圖乙），游標卡尺的示數(shù)如圖丁所示，A與B間有3條條紋，已知雙縫間距為0.5mm,從雙縫到屏的距離為1m，則圖丙中游標卡尺的示數(shù)為mm-圖丁中游標卡尺的示數(shù)為mm.實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是，所測光波的波長為.（保留兩位有效數(shù)字）m.4.光波的波長為.（保留兩位有效數(shù)字）m.4.（1）備有下列儀器：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）.⑵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(diào)整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準A條亮紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使分劃板中心刻線對準B條亮紋的中心，前后兩次游標卡尺的讀數(shù)如圖所示.則入射光的波長A=m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）. % IpJ/IS■位皆讀數(shù) /III,I'ii|ii|i|i|i|i|iiii|i|i|M￡_IJf找位置祓數(shù)（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）作為入射光增大雙縫到屏的距離增大雙縫到單縫的距離增大雙縫間距5.用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖a所示，已知單縫與雙縫的距離為」，雙縫與屏的距離為l2,單縫寬為勺，雙縫間距為d2。用測量頭來測量光屏上干涉亮條紋中心的距離，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻度對準屏上亮紋的中心，記下此時手輪的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的刻度。

國a分劃板的中心刻線對準第1條亮紋的中心時示數(shù)為x1國a分劃板的中心刻線對準第1條亮紋的中心時示數(shù)為x1=2.190mm,中心時手輪上的讀數(shù)如圖b所示，則此時讀數(shù)x2=mm。相鄰兩條亮紋間的距離公^x=mm，A射光的波長為=表示)。6."用雙縫干涉測光波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示：對準第4條亮紋的(用題中的母國三為了觀察紅光的干涉圖樣，現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫&白光光源C、透鏡D、單縫E、紅色濾光片F(xiàn)等光學元件，為了保證實驗能正常進行，需要依次放置光學元件，那么從左往右，表示各光學元件字母的正確排列順序為:C、D、、A.一同學通過測量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對齊，如圖乙所示，若要使兩者對齊，該同學應如何調(diào)節(jié)：僅左右轉(zhuǎn)動透鏡僅調(diào)節(jié)撥桿僅旋轉(zhuǎn)雙縫僅旋轉(zhuǎn)測量頭為了使測得單色光的條紋間距增大，在其它條件不變情況下，以下做法合適的是__增大單縫與雙縫間距增大雙縫與毛玻璃屏間距增大兩雙縫間距離增強光源亮度如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀器按要求安裝在光具座上，單縫保持豎直方向，濾光片為綠色濾光片(只能透過綠光)。接通電源使光源正常工作。光源凸透鏡濾光片口b光源凸透鏡濾光片口b遮光筒毛玻璋屏目鏡組裝儀器時，單縫和雙縫的空間關(guān)系應該為a代表雙縫，b代表單縫a代表單縫，b代表雙縫二者相互平行放置二者相互垂直放置⑵將綠色濾光片改為紅色濾光片，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則條紋為豎條紋條紋為橫條紋與綠光相比相鄰條紋間距變窄與綠光相比相鄰條紋間距變寬(3)在實驗中，先取下濾光片，然后在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片，另一縫前放一綠色濾光片，這時在毛玻璃屏上可以看到的是。只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在任何顏色的干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮屏上無任何光亮(4)目鏡部分的實驗測量裝置如圖所示，兩次將標志線分別對準第1、第4暗條紋中央后，測量結(jié)果如圖所示，此次測量的相鄰條紋間距為mm。如圖所示，在“用雙縫干涉量測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學元件依次為:①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。②、③、④三個光學元件依次為。濾光片、單縫、雙縫單縫、濾光片、雙縫單縫、雙縫、濾光片濾光片、雙縫、單縫如果實驗時將紅色濾光片換為綠色濾光片，則相鄰亮紋(暗紋)間的距A.變大B.變小C.不變D.可能變大可能變?、侨魷y得雙縫與屏的距離為L=1.00m，雙縫間距為d=1.5mm，第1條亮紋與第3條亮紋中心間的距離Ax=0.640mm，則對應光波的波長入為nm。【參考答案】***試卷處理標記，請不要刪除一、實驗：用雙縫干涉測量光的波長實驗題1.11 2.3【解析】減小雙縫間距d或者增大雙縫到干涉屏的距離L【分析】【詳解】[1][2].游標卡尺的讀數(shù)為1.1cm+0.1mmX1=1.11cm；若游解析：112.33.2x10-7減小雙縫間距d或者增大雙縫到干涉屏的距離L【解析】【分析】【詳解】⑴[1][2].游標卡尺的讀數(shù)為1.1cm+0.1mmx1=1.11cm；若游標卡尺的讀數(shù)為1.67cm，此時主尺上的2.3cm刻度與游標尺上某條刻度線對齊；[3].條紋間距A=L67T"cm=0.08cm7則根據(jù)或=L人可得dAx-d0.08x10-2x0.2x10-3 “人= = m=3.2x10-7mL 0.5⑵[4].若實驗中發(fā)現(xiàn)條紋太密，即條紋間距太小，根據(jù)A=L人可采取的改善辦法有：減d小雙縫間距d或者增大雙縫到干涉屏的距離L。250 8.650 7.010-7BD【解析】【分析】【詳解】(1)[1]螺旋測微器讀數(shù)為x1=0.0mm+0.01mmX25.0=0.250mm[2]解析：2508.6507.010-7BD【解析】【分析】【詳解】[1]螺旋測微器讀數(shù)為x1=0.0mm+0.01mmx25.0=0.250mm螺旋測微器讀數(shù)為x2=8.5mm+0.01mmx15.0=8.650mm根據(jù)公式Ax=-人代入數(shù)據(jù)得dX=性=d氣-氣)=7.0x10-7mL 3-⑷根據(jù)公式：A=-人，實驗中發(fā)現(xiàn)條紋太密，可以通過增大雙縫到屏的距離，或d增大波長，或減小雙縫間距來增大條紋間距，故BD正確，AC錯誤。故選BD。6 16.6 減小誤差 6.3X10-7【解析】【分析】【詳解】[1][2][3][4]圖丙讀數(shù)為圖丁讀數(shù)為實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小條紋寬度的解析：616.6減小誤差6.3x10-7【解析】【分析】【詳解】[1][2][3]⑷圖丙讀數(shù)為11mm+6x0.1mm=11.6mm圖丁讀數(shù)為16mm+6x0.1mm=16.6mm實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小條紋寬度的誤差；根據(jù)Ax=-人求得d人=^^牝6.3x10-7mLADCBE6.4x10-7AB【解析】【詳解】(1)[1].把以上儀器裝在光具座上時，正確的排列順序應該是：ADCBE；

(2)[2].游標卡尺讀數(shù)精確度為0.1mm,解析：ADCBE6.4x10_7AB【解析】【詳解】[1].把以上儀器裝在光具座上時，正確的排列順序應該是：ADCBE；[2].游標卡尺讀數(shù)精確度為0.1mm,A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x一x△x= 1=0.64mm.7利用dA=—△x=6.4x10—7m.LL[3].由Ax=;A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d距離，故AB正確.868(7.866?7.869) 1.893(或1.892)【解析】【分析】【詳解】(1)[1]圖b中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為7.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01X3解析：868(7.866?7.869) 1.893(或1.892) (Xs~^)^3L2【解析】【分析】【詳解】(1)[1]圖b中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為7.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01x36.8mm=0.368mm，則最終讀數(shù)為x2=7.5mm+0.368mm=7.868mm(7.866?7.869)(2)[2]相鄰兩條亮紋間的距離3[3]根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式A=7'868-2.190mm牝1.893mm(或1.892)3[3]根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式解得人Axd dlx-x)—L2- 3LF、E、BDB【解析】【分析】【詳解】(1)[1]為了獲取單色的線光源，光源后面放一個透鏡把光會聚(實驗過程中

可以不加)，濾光片、單縫，單縫形成的相干線性光源經(jīng)過雙縫解析：F、E、BDB【解析】【分析】【詳解】[1]為了獲取單色的線光源，光源后面放一個透鏡把光會聚(實驗過程中可以不加)，濾光片、單縫，單縫形成的相干線性光源經(jīng)過雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在光屏上可以觀察到干涉條紋，因此，由左至右，各光學元件排列順序應為白光光源C、透鏡D、透紅光的濾光片F(xiàn)、單縫￡、雙縫日、毛玻璃屏A，故為F、E、B.[2]發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對齊，若要使兩者對齊，該同學應旋轉(zhuǎn)測量頭，故ABC錯誤，D正確.[3]依據(jù)雙縫干涉條紋間距規(guī)律：Ax=-人，要使Ax增大，可以增大雙縫與毛玻璃屏d間距L，或減小兩雙縫間距離d，還可以增大人，干涉條紋間距與單縫與雙縫間距，及光的強度無關(guān)，故B正確，ACD錯誤.ACADC1.893【解析】【分析】【詳解】(1)[1]AB.因為該實驗是雙縫干涉實驗，故b是雙縫，為了使雙縫得到的光更具有相干性，所以在雙縫前加一個單縫，所解析：ACADC1.893【解析】【分析】【詳解】⑴[1]AB.因為該實驗是雙縫干涉實驗，故b是雙縫，為了使雙縫得到的光更具有相干性，所以在雙縫前加一個單縫，所以a是單縫，選項A正確，B錯誤；CD.若單縫是豎直放置，則雙縫也需要豎直放置，故二者相互平行放置，選項C正確，D錯誤；故選AC。

⑵[2]AB.由于單縫是豎直的，故屏上的條紋是豎條紋，選項A正確，B錯誤；CD.將綠色濾光片改為紅色濾光片后，光的波長變大，故看到的條紋間距也應該變寬，選項C錯誤，D正確。故選AD。⑶[3]在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，由于綠光和紅光的頻率不同，則不能發(fā)生干涉，但屏上仍有光亮。選項C正確，ABD錯誤。故選C。(4)[5]測第1條時固定刻度讀數(shù)為2mm，可動刻度讀數(shù)為0.01X19.1=0.191mm所以最終讀數(shù)為2.191mm。測第4條時固定刻度讀數(shù)為7.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01X36.9=0.369mm所以最終讀數(shù)為7.869mm。則此次測量的相鄰條紋間距為7.869-7.869-2.1913mm=1.893mmAB480【解析】【分析】【詳解】(1)[1]這三個光學元件依次是濾光片、單縫、雙縫，因為光通過單縫后的強度會

減弱，所以濾光片