鲁科版高中物理选择性必修第1册课后习题 第5章 第2节 科学测量 用双缝干涉测光的波长.docVIP

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第5章光的干涉、衍射和偏振

第2节科学测量:用双缝干涉测光的波长

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.下图是用双缝干涉仪测光的波长的实验装置示意图:

(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②③④依次是、和。?

(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离。?

A.增大③和④之间的距离

B.增大④和⑤之间的距离

C.将红色滤光片改为绿色滤光片

D.增大双缝之间的距离

解析(1)题图实验设备中②③④依次是滤光片、单缝、双缝。

(2)由公式Δy=ld

答案(1)见解析(2)B

2.(1)如图所示,在用双缝干涉测光的波长实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。?

(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500mm,双缝之间的距离d=0.50mm,单缝到双缝之间的距离s=100mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ=m(结果保留两位有效数字)。?

(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改进办法有。?

A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光

B.增大双缝间距

C.增大双缝到单缝的距离

D.增大双缝到屏的距离

解析(1)由题图可知,②是滤光片,③是单缝,④是双缝。

(2)由Δy=ld

λ=Δy·d

=5×10

=6.6×10-7m。

(3)由Δy=ld

答案(1)滤光片单缝双缝(2)6.6×10-7(3)AD

3.某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图甲所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图乙中的黑点代表亮点的中心位置。

(1)通过测量相邻两点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为l,感光片上相邻两亮点间的距离为b,则激光的波长λ=。?

该同学测得l=1.0000m、缝间距a=0.220mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的亮点的距离时,尺与亮点的中心位置如图乙所示。(图中黑点表示亮点的中心)图乙中第1到第4个光点的距离是mm。?

实验中激光的波长λ=m。(结果保留两位有效数字)?

(2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将。?

解析(1)由Δy=ldλ可得λ=Δy·dl,将d=a,Δy=b代入可得λ=abl

所以λ=abl=0

(2)将红激光换成蓝激光后波长变短,由Δy=ld

答案(1)abl8.56.2×10-7

关键能力提升练

4.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。

(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、、A。?

(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数mm,求得相邻亮条纹的间距Δy为mm。?

(3)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=,求得所测红光波长为mm。?

解析(1)由分析可知顺序为E,D,B。

(2)按螺旋测微器的读数方法知,题图乙示数应是13.870mm。

相邻亮条纹的间距Δm。

(3)λ=dΔyl

答案(1)E,D,B(2)13.8702.310(3)dlΔy6.6×10