人教版高中物理选修3-4课后习题 第十三章 4 实验 用双缝干涉测量光的波长.docVIP

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第十三章光

4实验:用双缝干涉测量光的波长

课后篇巩固提升

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Δx=ld

答案(1)见解析(2)B

2.(四川成都七中高考模拟)用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,调整装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。

关于该实验,下列说法正确的是()

A.取下滤光片,光屏上将出现彩色的干涉条纹

B.若单缝向右平移一小段距离,光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大

C.若将双缝间的距离d增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小

D.若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小

解析取下滤光片,不同的色光干涉,在光屏上将出现彩色的干涉条纹,故A正确。若单缝向右平移一小段距离,双缝到光屏的距离不变,则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变,故B错误。根据Δx=Ldλ知,将双缝的距离d增大,则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故C正确。若将滤光片由红色换成绿色,色光的波长减小,根据Δx=L

答案ACD

3.(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Δx=ld

λ=Δx·d

=5×10

=6.6×10-7m。

(3)由Δx=ld

答案(1)滤光片单缝双缝(2)6.6×10-7(3)AD

4.(全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光:调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:

(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可;?

A.将单缝向双缝靠近

B.将屏向靠近双缝的方向移动

C.将屏向远离双缝的方向移动

D.使用间距更小的双缝

(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=;?

(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300mm,测得屏与双缝间的距离为1.20m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为nm(结果保留3位有效数字)。?

解析(1)由Δx=λld

(2)由Δxn-1

(3)λ=dΔx

≈6.3×10-3m=630nm。

答案(1)B(2)Δx·

5.某同学设计了一个测定激光的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。(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Δx=ldλ可得λ=Δx·dl,将d=a,Δx=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Δx=ld

答案(1)abl8.56.2×10-7

6.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