4-4實驗：用雙縫干涉測量光的波長(2019人教版選擇性必修第一冊)(原卷版)

4.4實驗：用雙縫干涉測量光的波長課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練1．某學習小組要用雙縫干涉測量某種單色光的波長，其實驗裝置如圖所示。（1）為測量該單色光的干涉條紋寬度，各儀器安裝位置如圖所示，圖中A為濾光片，B為______（填“單縫”或“雙縫”）。（2）在用雙縫干涉實驗裝置觀察雙縫干涉條紋時：①觀察到較模糊的干涉條紋，可以調(diào)節(jié)撥桿使單縫和雙縫平行，從而使條紋變得清晰。②要想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，需將毛玻璃屏向______（填“靠近”或“遠離”）雙縫的方向移動。（3）下列圖示中條紋間距表示正確的是______（填正確答案標號）。A．

B．C．

D．（4）在實驗前已獲知的數(shù)據(jù)有雙縫間的距離d和雙縫與毛玻璃屏之間的距離L，通過測量頭觀察到第N1條亮條紋的讀數(shù)為Y1，觀察到第N2條亮條紋的讀數(shù)為Y2，請寫出計算該單色光波長的表達式=______。2．（1）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，觀察到干涉條紋如圖所示。轉動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對準第1條亮線時，手輪的讀數(shù)x1，繼續(xù)轉動手輪，使分劃板中心刻線對準第5條亮線時，手輪的讀數(shù)x2；若已知雙縫間距d，雙縫到屏的距離L，則待測光的波長________（用題中已知字母表示）。（2）在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，某同學由于沒有量角器，在完成了光路以后，他以O點為圓心、10.00cm長為半徑畫圓，分別交線段OA于A點，OO?連線延長線于C點，過A點作法線NN?的垂線AB交NN?于點B，過C點作法線NN?的垂線CD交NN?于D點，如圖所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm由此可得出玻璃的折射率________。3．（1）如圖1所示為“探究平拋運動的特點”的實驗裝置。小鋼球從斜槽末端水平拋出，落到水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板上后，通過復寫紙在固定于豎直背板的白紙上留下印跡。調(diào)節(jié)擋板，在白紙上記錄鋼球的多個印跡。①下列說法正確的是______（單選）A．擋板每次調(diào)節(jié)的高度應相等B．鋼球直接擠壓白紙留下印跡C．鋼球離開軌道末端時的坐標原點O為球心位置D．鋼球拋出的速度越小，在白紙上留下的印跡越多，誤差越小②O點為拋出點，正確操作后，描繪出圖2所示的軌跡，在圖示的4個數(shù)據(jù)點中，在計算平拋初速度時，應選取數(shù)據(jù)點______（選填“1”、“2”、“3”或“4”）。若取，由此得到的平拋初速度為______m/s（結果保留二位有效數(shù)字）。（2）在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中。①分別用紅光雙縫間距0.36mm和0.18mm，藍光雙縫間距0.36mm進行三次實驗，觀察到如圖3所示的干涉條紋，其中紅光雙縫間距0.18mm的干涉條紋為______（選填“A”、“B”和“C”）。②實驗時測得相鄰兩亮條紋間距為1.800mm，雙縫間距0.18mm，雙縫片與光屏間距為0.500m，則單色光的波長為______m。4．某實驗小組利用如圖甲所示的裝置完成“用雙縫干涉測量光的波長”實驗，雙縫之間的距離d=0.20mm，雙縫到光屏間的距離。（1）實驗時觀察到干涉條紋比較模糊，要使條紋變得清晰，以下調(diào)節(jié)做法正確的是___________。（單選）A．旋轉測量頭

B．移動光源C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行

D．左右轉動透鏡（2）正確調(diào)節(jié)后，轉動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊亮條紋的中心，分劃板在圖乙中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)分別如圖丙所示。①分劃板在圖中A位置時游標卡尺的讀數(shù)為xA=___________mm，在B位置時游標卡尺讀數(shù)為xB=___________mm。②相鄰兩條紋間距△x=___________mm。③根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出光的波長=___________m（保留兩位有效數(shù)字）。5．現(xiàn)有毛玻璃屏、雙縫、白光光源、單縫和透紅光的濾光片等光學元件，要把它們放在如圖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。（1）將白光光源放在光具座最左端，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、__________、________、_______、A。（2）本實驗的步驟有：①取下遮光筒左側的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；②按合理的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；③用刻度尺測量雙縫到屏的距離；④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②時還應注意放置單縫、雙縫時，必須使縫____和單縫、雙縫間的距離要________。（3）將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對齊，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條亮條紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數(shù)為________，求得相鄰亮條紋的間距為__________。（4）已知雙縫間距為，測得雙縫到屏的距離為，由計算式，求得所測紅光波長為_____。6．利用雙縫干涉測定光的波長的實驗中，雙縫間距，雙縫到光屏間的距離，實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可()A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中位置時游標卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則（2）①分劃板在圖中A位置時游標卡尺的讀數(shù)為，在B位置時游標卡尺讀數(shù)為___________mm，相鄰兩條紋間距___________mm；②該單色光的波長___________nm；（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖所示。則在這種情況下測量干涉條紋的間距時，測量值___________實際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）7．如圖（a）所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。然后接通電源使光源正常工作。（1）已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標尺）上有20個分度。某同學調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡觀察，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊，如圖（b）所示，此時測量頭上主尺與副尺的示數(shù)情況如圖（c）所示，此示數(shù)為____mm；接著再轉動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，測得A到B條紋間的距離為。利用上述測量結果，經(jīng)計算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長____m（保留2位有效數(shù)字）。（2）另一位同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好。若他對實驗裝置改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加。以下改動可能實現(xiàn)這個效果的是____。A．僅將濾光片移至單縫和雙縫之間

B．僅將單縫遠離雙縫少許距離C．僅將單縫與雙縫的位置互換

D．僅將紅色濾光片換成綠色濾光片8．某同學在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中：（1）雙縫干涉實驗裝置如圖所示：下列說法中正確的是___________。A．光源發(fā)出的光要經(jīng)濾光片成為單色光，濾光片一般裝在單縫前B．實驗中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上觀察到清晰干涉條紋C．為了減小測量誤差，最好測量相鄰條紋間的中心距離D．如果把普通光源換成激光光源，則光具座上透鏡、濾光片、單縫均可以撤去（2）該同學以某種單色光做實驗時，先將測量頭的分劃板中心刻度線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第一條亮紋，此時手輪上的刻度如圖所示，讀數(shù)為_______mm；轉動手輪，當分劃板中心刻度線與第6條亮紋中心對齊時，讀數(shù)是17.332mm，已知裝置中雙縫間距為0.2mm，雙縫到屏的距離是1.0m，則測得此單色光的波光為_______m（保留兩位有效數(shù)字）。9．某學習小組要用雙縫干涉測量某種單色光的波長，其實驗裝置如圖所示。（1）為測量該單色光的干涉條紋寬度，各儀器安裝位置如圖所示，圖中A為濾光片，B為__________（填“單縫”或“雙縫”），C為__________（填“單縫”或“雙縫”）。（2）在用雙縫干涉實驗裝置觀察雙縫干涉條紋時：①觀察到較模糊的干涉條紋，可以調(diào)節(jié)撥桿使單縫和雙縫__________（填“垂直”或“平行”），從而使條紋變得清晰。②要想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，需將毛玻璃屏向__________（填“靠近”或“遠離”）雙縫的方向移動。（3）下列圖示中條紋間距表示正確是__________（填正確答案標號）。A．B．C．D．（4）在實驗前已獲知的數(shù)據(jù)有雙縫間的距離d和雙縫與毛玻璃屏之間的距離L，通過測量頭觀察到第N1條亮條紋的讀數(shù)為Y1，觀察到第N2條亮條紋的讀數(shù)為Y2，請寫出計算該單色光波長的表達式=_________。10．在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，用圖甲所示裝置測量紅光的波長。（1）圖甲中單縫前標示的器材“A”應為__