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《第2节科学测量:用双缝干涉测光的波长》同步训练(答案在后面)
一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)
1、在双缝干涉实验中,为了使光屏上观察到的干涉条纹更加清晰,应如何调整双缝与光屏之间的距离?
A.增加双缝与光屏之间的距离
B.减少双缝与光屏之间的距离
C.调整光源的强度
D.改变光源的颜色
2、在进行双缝干涉实验时,若将红色滤光片替换为绿色滤光片,干涉条纹会发生什么变化?
A.条纹间距变大
B.条纹间距保持不变
C.条纹间距变小
D.条纹消失
3、在用双缝干涉测光的波长实验中,为了提高测量的精度,以下操作中哪项是错误的?()
A、增加双缝间的距离
B、减小屏幕与双缝间的距离
C、使用细光束照射双缝
D、记录双缝平行的水平方向干涉条纹
4、在一个双缝干涉实验中,观察到干涉条纹的间距为0.60mm,已知双缝间距为0.20mm,光在真空中的波长为600nm。根据以下哪个公式可以计算出光的波长?()
A、Δx=λL/d
B、λ=dΔx/L
C、λ=dΔx/(2L)
D、λ=d/(2Δx)
5、在双缝干涉实验中,为了减小测量波长的误差,以下哪种方法最为有效?()
A.增大双缝间距
B.减小双缝间距
C.增大缝宽
D.减小缝宽
6、在双缝干涉实验中,已知光源的波长为500nm,双缝间距为0.1mm,屏幕上的第一级暗纹离中央条纹的距离为4.5cm。则该实验中光的波长为()。
A.250nm
B.500nm
C.1000nm
D.5000nm
7、在使用双缝干涉实验测量光的波长时,若已知两缝之间的距离为d=0.2mm,屏幕与双缝的距离为
A.6
B.6
C.6
D.6
二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)
1、以下哪些仪器或设备可以直接用于测量光的波长?()
A.双缝干涉仪
B.傅里叶变换光谱仪
C.偏振片
D.马赫-曾德尔干涉仪
2、在用双缝干涉法测量光的波长时,以下说法正确的是()
A.干涉条纹间距与光的波长成正比
B.干涉条纹间距与双缝间距成正比
C.干涉条纹间距与光源的亮度成正比
D.干涉条纹间距与屏幕到双缝的距离成正比
3、在用双缝干涉实验测量光波波长的过程中,以下哪些因素会影响测量结果的准确性?()
A.光源到双缝的距离
B.双缝的间距
C.光屏到双缝的距离
D.观察者距离光屏的距离
三、非选择题(前4题每题10分,最后一题14分,总分54分)
第一题
实验中,使用双缝干涉装置测量光的波长,已知双缝间距为d,干涉条纹在屏幕上的间距为Δx,测量得到的干涉条纹间距为5.00mm。若已知光在真空中的波长为λ0=6.00×10^-7m,求所测光波的波长λ。
第二题
已知一束单色光通过双缝干涉装置,在光屏上观察到干涉条纹的间距为0.3厘米。若红光的波长为650纳米,绿光的波长为530纳米。现要求用此装置测量某束未知的单色光波长。
(1)若双缝间距为0.5厘米,请在图(1)中完整标出至少5个干涉条纹的位置,并指出明条纹和暗条纹的分布情况;
(2)若已知通过此装置能测量的最小波长为0.1纳米,请根据图(1)设计一种实验方案来确定未知的单色光波长。
图(1)见附件
第三题
题目:在用双缝干涉实验测量光的波长时,已知双缝间的距离为d,屏幕与双缝的距离为L,观察到干涉条纹的相邻亮条纹间距为Δx。若实验中使用了波长为λ的单色光,请推导出光波波长的表达式,并说明实验中如何减小测量误差。
第四题
题目描述
在双缝干涉实验中,使用了两种不同颜色的光源分别照射同一对间距为d=0.2mm的双缝,并在同一屏幕上观察到了干涉条纹。已知第一种光源(红色)的波长为650nm,第二种光源(蓝色)的波长为
1.计算两种光源产生第一条亮纹之间的距离。
2.如果保持光源不变,而将屏幕向远离双缝的方向移动到L′
解析
双缝干涉公式:
对于双缝干涉实验,当光通过两个相距d的狭缝后,在远处的屏幕上会形成一系列明暗交替的条纹。这些条纹的位置可以通过下面的公式计算:
y
其中,
-y是从中央最大值到第n级最大值(或最小值)的垂直距离;
-λ是光的波长;
-L是屏幕与双缝之间的距离;
-d是两缝之间的距离;
-n是级数,n=
解答过程:
1.计算两种光源产生第一条亮纹之间的距离:
对于红色光源(λ1=650nm)和蓝色光源(λ2
y
y
因此,两种光源产生的第一条亮纹之间的距离为:
Δ
2.计算屏幕移动后的距离变化:
y
y
新的两种光源产生的第一条亮纹之间的距离为:
Δ
所以,屏幕移动后两种光源产生的第一条亮纹之间的距离增加了:
Δ
第五题
题目:
有一实验小组利用双缝干涉仪测量一束光的波长。实验中,他们使用了一对间距为d=0.02?m
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