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热点3实验探究拓展典例剖析【例3】小沈同学进行用双缝干涉测量波长的实验,其中部分器材如下:A.白炽灯B.凸透镜C.单缝片D.滤光片E.测量头F.双缝片将以上器材安装在光具座上时,自光源起合理的顺序是(填字母):A、B、、、F、E。?DC(2)某次观察时,透过测量头观察到了绿光的干涉条纹,但条纹的亮度很低,为了便于测量,下列方法能够使条纹亮度增加的是。?A.增加光源的功率B.将毛玻璃换成透明玻璃C.换一个面积更大的凸透镜D.调节测量头的位置AC(3)下列图示中条纹间距表示正确的是。?C(4)如图所示,小沈同学用光传感器做双缝干涉的实验,图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断,第一次实验中的。?A.单缝与双缝的缝距一定较大B.光强度较小C.光源离双缝的距离较大D.双缝离光传感器的距离可能较小D解析:(1)根据用双缝干涉测量光的波长的实验中仪器的位置可知,从左向右依次为:白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头。将以上器材安装在光具座上时,自光源起合理的顺序是:A、B、D、C、F、E。(2)当增加光源的功率时,光的强度增强,导致亮度增加,选项A正确。将毛玻璃换成透明玻璃,不会看到亮条纹,选项B错误。将凸透镜换成一个面积更大的凸透镜,则光的强度增强,导致亮度增加,选项C正确。调节测量头的位置,亮度不变,选项D错误。(3)干涉条纹的宽度是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和,为两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,选项C正确,A、B、D错误。(4)由题图可知,第一次得到的条纹间距较小,根据可知,单缝与双缝的缝距对条纹间距无影响,选项A错误。光强度对条纹间距无影响,选项B错误。光源离双缝的距离对条纹间距无影响,选项C错误。双缝离光传感器的距离l较小,则条纹间距较小,选项D正确。规律总结本题的创新角度1.利用凸透镜的聚光作用提升干涉条纹的亮度。
2.利用光传感器与计算机结合得到干涉图样光强分布图。学以致用3.在测量光的波长实验中,干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方射入(示意图如图甲,其中R为凸透镜的半径),从上往下看凸透镜,也可以观察到由干涉造成图乙所示的环状条纹,这些条纹叫作牛顿环。(1)如果改用波长更长的单色光照射,观察到的圆环半径将(选填“变大”“变小”或“不变”);如果换一个半径更大的凸透镜,观察到的圆环半径将(选填“变大”“变小”或“不变”)。(2)采用波长为690nm的红色激光作为单色入射光,牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为。A.345nm B.690nm C.几微米 D.几毫米答案:(1)变大变大(2)A解析:(1)当光的路程差为波长的整数倍时是亮条纹,当光的路程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹;用波长更长的光照射,则出现亮条纹的这一厚度需远离中心,则圆环的半径变大;换一个表面曲率半径更大的凸透镜,出现亮条纹的这一厚度偏移中心,知圆环的半径变大。(2)由题意知相邻亮条纹对应的空气膜的厚度差为半个波长,故为345nm,选项A正确,B、C、D错误。随堂训练1.某同学利用如图所示的实验观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,C为光屏。当让一束阳光照射A屏时,C屏上并没有出现干涉条纹,移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是()A.单缝S太窄B.单缝S太宽C.S到S1和S2距离不相等D.阳光不能作为光源答案:B解析:双缝干涉中单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的,这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽,得不到线光源。故选项B正确。2.(多选)用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图所示,调整实验装置使屏上可以接收到清晰的干涉条纹。关于该实验,下列说法正确的是()A.若将滤光片向右平移一小段距离,光屏上相邻两条明纹中心的距离增大B.若将光屏向右平移一小段距离,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大C.若将双缝间的距离d减小,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大D.若将滤光片由绿色换成蓝色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大答案:BC3.利用双缝干涉测定单色光波长,某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图甲),游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙),游标卡尺的示数如图丁所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m。则图丙中游标卡尺的示数为mm,图丁游标卡
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