2024年新教材高中物理第四章光及其应用第五节用双缝干涉实验测定光的波长训练含解析粤教版选择性必修第一册.docVIP

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第五节用双缝干涉试验测定光的波长

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.对于某种单色光，为增加相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离，可实行或的方法.

解析：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滤光片、③单缝屏、④双缝屏、⑤遮光筒、⑥光屏.依据Δx＝eq\f(L,d)λ，可知对于某种单色光，为增加相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离，可实行减小双缝距离d或增大双缝到光屏的距离l的方法.

答案：滤光片单缝屏双缝屏减小双缝距离增大双缝到光屏的距离

2.在“用双缝干涉测量光的波长”试验中，选用红色滤光片和间距为0.20mm的双缝，双缝与屏的距离为600mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹.换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的（填字母），此时测量头的读数为25.70mm.沿同一方向接着移动测量头使分划板刻线与第k＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是mm，紫光的波长等于nm.

解析：由干涉条纹间距Δx＝eq\f(lλ,d)可知，换上紫色滤光片后，在其他条件不变的状况下，间距变小，干涉条纹变密，分划板应当在正中心，所以为D.游标卡尺读数为19.40mm.平均条纹间距Δx＝eq\f(25.70－19.40,5)mm＝1.26mm，依据λ＝eq\f(d,l)Δx，解得λ＝420nm.

答案：D19.40420

3.在“用双缝干涉测量光的波长”的试验中，装置如图所示.双缝间的距离d＝3mm.若测定红光的波长，选用红色的滤光片，试验中测得双缝与屏之间的距离为0.70m，通过测量头（与螺旋测微器原理相像，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm）视察第1条亮条纹的位置如图甲所示，其读数为mm；视察第5条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为mm.则可求出红光的波长λ＝

m.

解析：由测量头的数据可知

a1＝0，a2＝0.640mm，

所以Δx＝eq\f(a2－a1,5－1)＝eq\f(0.640,4)mm＝1.60×10－4m，

λ＝eq\f(dΔx,l)＝eq\f(3×10－3×1.60×10－4,0.70)m≈6.86×10－7m.

答案：00.6406.86×10－7

4.如图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的试验装置，测得双缝屏到毛玻璃屏的距离l为0.2m、双缝的距离d为0.4mm，图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是亮条纹的编号，图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时视察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为mm，图丁是测第4号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为mm.依据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝mm，计算波长的数学表达式λ＝，被测光的波长为nm.

解析：题图丙是测第1号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为0.5mm＋0.01×1.0mm＝0.510mm.

题图丁是测第4号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为1mm＋0.01×48.5mm＝1.485mm；相邻两条亮条纹间的距离Δx＝eq\f(1.485－0.510,3)mm＝0.325mm.

依据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，得λ＝eq\f(Δx·d,l)，

代入数据得λ＝eq\f(0.325×10－3×0.4×10－3,0.2)m＝6.5×10－7m＝650nm.

答案：0.5101.4850.325eq\f(Δx·d,l)650

5.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）本试验的步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调整光源高度，使光束能干脆沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理依次在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用米尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.

在操作步骤②时还留意单缝、双缝应且.

（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，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