2024_2025学年新教材高中物理第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练习含解析鲁科版选择性必修第一册.docxVIP

PAGE

3-

第2节科学测量:用双缝干涉测光的波长

课后篇巩固提升

必备学问基础练

1.下图是用双缝干涉仪测光的波长的试验装置示意图:

(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)题图试验设备中②③④依次是滤光片、单缝、双缝。

(2)由公式Δy=λ知,在λ肯定的状况下,要使Δy增大,必需增大l或者减小d或者改用波长更长的单色光,所以选项B正确。

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试验中,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,然后他接着转动,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)试验中发觉条纹太密,难以测量,可以采纳的改进方法有。?

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=λ可得

λ=Δy·

=m

=6.6×10-7m。

(3)由Δy=λ可知,要使Δy增大,可改用波长较长的光(如红光)作为入射光,可减小双缝间距,可增大双缝到屏的距离,故选项A、D正确,选项B、C错误。

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试验装置如图甲所示,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,假如双缝的缝间距离为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,用带非常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。?

试验中激光的波长λ=m。(结果保留两位有效数字)?

(2)假如试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=λ可得λ=Δy·,将d=a,Δy=b代入可得λ=;题图乙中游标卡尺是10个等分刻度,精确度为0.1mm,读数为8mm+0.1×5mm=8.5mm;故b=mm≈2.83mm,

所以λ=m=6.2×10-7m。

(2)将红激光换成蓝激光后波长变短,由Δy=λ可知,屏上相邻两光点间的距离Δy将变小。

答案(1)8.56.2×10-7(2)变小

关键实力提升练

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依次应为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,登记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)由分析可知依次为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Δx==2.310mm。

(3)λ==6.6×10-4mm。

答案(1)E,D,B(2)13.8702.310(3)Δy6.6×10-4