【精品解析】2022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一4.4实验:用双缝干涉测量光的波长 过关检测

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名称 【精品解析】2022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一4.4实验:用双缝干涉测量光的波长 过关检测
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-06-11 16:09:57

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2022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一4.4实验:用双缝干涉测量光的波长 过关检测
一、实验探究题
1.(2023高二下·南海期中)某学习小组利用双缝干涉实验测定光的波长,其实验步骤如下:
按图1安装实验装置,用白光光源照射单缝,调整仪器位置,获得了清晰彩色条纹,如图2-a所示.
(1)在单缝前插入一块   (填“蓝色”或“红色”)滤光片,获得蓝色条纹,如图2-b所示;继续在单缝后插入一块   (填“单缝”或“双缝”),获得等宽蓝色条纹,如图2-c所示.
(2)获得等宽条纹图像后,测量头零刻度时中心刻线恰好对准第1条亮纹中心,第1条到第7条亮条纹中心间的距离为x,如图3所示,测量头读数为   mm.
(3)双缝间距为d,双缝到屏的距离为L,则被测定光的波长   (用d、L、x表示)。
【答案】(1)蓝色;双缝
(2)6.063
(3)
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)在单缝前插入一块蓝色滤光片,获得蓝色条纹;继续在单缝后插入一块双缝,会产生单色光的干涉现象,因此获得等宽蓝色条纹。
(2)固定刻度读数为6mm,可动刻度读数为:,所以测量头读数为:。
(3)两相邻亮条纹的间距为:,由得:。
故答案为:(1)蓝色,双缝;(2)6.063;(3)
【分析】(1)根据实验原理作答;
(2)根据螺旋测微器的读数方法读数;
(3)先求出两相邻亮条纹的间距,再根据求波长。
2.(2020高二下·广元期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将实验器材按要求安装在光具座上,如图所示。在实验前已获知的数据有:双缝的间距为 ,双缝到屏的距离为 。
(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出 处的实验器材是   。
(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验,得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的______(填选项前面的字母代号)。
A. B.
C. D.
(3)当用红色滤光片做实验时,经测量红光干涉条纹中相邻两亮条纹间的距离为 ,则此红光波长大小的表达式    。
【答案】(1)单缝
(2)A
(3)
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样, 处的实验器材是单缝。(2)干涉图样是间距相等明暗相间的条纹,由于红光的波长大于蓝光的波长,根据
可知红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。(3)根据
得红光波长的表达式
【分析】(2)通过比较光的波长,利用公式求解条纹的间隔即可;
(3)双缝干涉产生的条纹是等距平行的条纹,明确游标卡尺的读数规则进行读数,利用公式求解光的波长。
3.(2020高二下·钦州月考)利用双缝干涉测定光的波长实验中,双缝间距d=0.4 mm,双缝到光屏间的距离L=0.5
m,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中(a)、(b)所示给出,则:
(1)相邻两条纹间距Δx=   mm;
(2)波长的表达式λ=   (用Δx、L、d表示),该单色光的波长λ=   m;
(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将   (填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】(1)0.75
(2);
(3)变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)A位置游标卡尺的读数为:11mm+0.1×3mm=11.3mm;
B位置游标卡尺的读数为:15mm+0.1×8mm=15.8mm;
相邻亮条纹的间距为 .(2)根据 知,波长的表达式 解得波长为 (3)根据 知,频率变高,波长变小,则干涉条纹的间距变小.
【分析】(1)明确游标卡尺的读数规则进行读数,结合条纹数量求解条纹间距;
(2)结合条纹间隔公式变形求解波长表达式,代入数值计算即可;
(3)结合条纹间距公式分析即可。
4.(2020高二下·奉化期中)某同学用双缝干涉实验仪测量光的波长
(1)实验中选用的双缝间距为d,双缝到像屏的距离为L,在像屏上得到的干涉图样如图甲所示,分划板刻线在图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2,则入射的单色光波长的计算表达式为   
(2)分划板刻线在明条纹B处时,游标卡尺的读数为31.15mm,由此可知该游标卡尺的分度是   (选填“10分度”、20分度”、“50分度”);
(3)关于该实验,下列说法正确的是______;
A.如果去掉滤光片,在像屏上得到的是明暗相间的白色干涉条
B.如果用激光作为光源,则无需凸透镜和滤光片,也能在像屏上得到干涉条纹
C.单缝和双缝必须相互平行,且处于竖直方向的位置,否则无法用测量头读数
D.若双缝中某一条被遮住,则像屏上不再有条纹
(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示,条纹间距△x的测量值   实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)
(2)20分度
(3)B
(4)大于
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)根据条纹间距公式 知,入射光的波长为 (2)因为10分度、20分度、50分度的精确度分别为0.1mm,0.05mm,0.02mm,所以读数为31.15mm时使用的是20分度的游标卡尺;(3)A.去掉滤光片,产生的彩色干涉条纹,A不符合题意;
B.如果用激光作为光源,则无需凸透镜和单缝,因为激光平行度好,亮度高,B符合题意;
C.单缝和双缝必须相互平行,但不一定要处于竖直方向的位置,C不符合题意;
D.若双缝中某一条被遮住,则会形成单缝衍射条纹,D不符合题意。
故答案为:B。(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,则相邻两条亮条纹的中心在测量方向上的距离增大,所以条纹间距的测量值大于真实值;
【分析】(1)结合条纹间距利用公式求解波长表达式即可;
(2)结合题目给出的游标卡尺的读数判断游标卡尺的分度值即可;
(3)使用的光源为激光,本身具有很好的相干性,无需滤波片;
(4)两平行线间的距离应该为垂线的距离,倾斜测量会使得测量值偏大。
5.(2019高二下·成都月考)如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。
(1)图中①是小灯泡光源,⑤是光屏,它们之间的②③④依次是   。
(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
(3)在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600 mm,双缝之间的距离是 ,单缝到双缝之间的距离是 某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹 记作第1条 的中心,这时手轮上的示数如图甲所示 然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如图乙所示,这两次示数依次为   mm和   mm,由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为    结果保留三位有效数字
【答案】(1)滤光片(或遮光片)、单缝、双缝
(2)B
(3)0.640-0.641;10.293-10.295;536
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、③、④依次是滤光片、单缝、双缝.(2)根据条纹间距公式 知: 增大③和④之间的距离不能改变条纹宽度,A不符合题意;增大④和⑤之间的距离则L增大,所以可增大相邻两条亮纹之间的距离,B符合题意;将红色滤光片改为绿色滤光片则波长变短,所以条纹间距变小,C不符合题意;增大双缝之间的距离d,则条纹间距变小,D不符合题意;
故答案为:B(3)第一次的读数为 ,第二次的读数为 所以条纹间距为 由条纹间距公式 得:
【分析】(1)根据实验要求按照顺序放置部件,光先通过滤光片变为偏振光,再经过单缝和双缝进行干涉;
(2)结合双缝干涉的条纹间隔公式和选项分析求解即可;
(3)明确螺旋测微器每一个小格代表的数值,并且在最后的读数时注意估读即可,结合题目中提供的数据,代入公式求解即可。
6.(2023高二下·东莞月考)某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板,双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺读出、两亮纹间的距离   。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离,已知(为相邻两亮条纹间的距离),则该激光的波长   。如果用紫色激光重新实验,相邻亮纹间距会   填“变大”、“变小”或不变)。
【答案】65.0;;变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】刻度尺的最小刻度值为1mm,由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为65.0mm。由图乙可知 ,由 可得 ,如果用紫色激光重新实验,由于紫色激光的波长较小,由 可知,d、L不变,则相邻亮纹间距会变小。
【分析】利用刻度尺的分度值可以读出条纹之间的距离,结合波长和条纹间距的关系式可以求出波长的大小;当光线波长减小时,利用干涉条纹间距的表达式可以判别条纹间距减小。
7.(2022高二下·通州期末)如图是“双缝干涉测光的波长”的实验装置示意图。某次实验选用的双缝间距为d,毛玻璃屏与双缝间的距离为L,接通电源使光源正常工作。
(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出M处的实验器材是   ;
(2)某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示,图甲中的数字是该同学给各亮纹的编号,此时游标尺上的读数为;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图乙所示,此时游标尺上的读数为。请根据上述测量结果,写出这种色光波长的表达式   (用题中给出的字母表示);
(3)利用图中装置研究双缝干涉现象时,下列说法正确的是(  )
A.去掉滤光片后,干涉现象消失
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
(4)干涉实验能够把一些数量级非常小、不便于观测的量(波长入),放大为便于观测的量(条纹间距)。通过干涉现象还可以观测到一些物理量的微小变化(比如双缝间距d的微小变化),干涉仪就是这类仪器。基于干涉理论的激光干涉仪LIGO于2015年首次观测到引力波的存在,进一步证实了爱因斯坦相对论理论的正确性。请再举例写出两个利用将微小量放大的方法进行的实验   。
【答案】(1)单缝
(2)
(3)B;D
(4)运用微小量放大的方法进行的实验还有:油膜法测分子直径;卡文迪许扭称实验;库仑扭称实验;微小形变的观察及测量等。
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,M处的实验器材是单缝;
(2)条纹间距
根据
可得
(3)A.去掉滤光片,通过双缝和单缝的光为白光,白光仍然能发生干涉现象,在光屏上出现彩色干涉条纹,A不符合题意;
B.红光的波长大于蓝光的波长,根据公式,可知将蓝色滤光片换成红色滤光片,波长变长,则相邻亮纹间的距离变宽,B符合题意;
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,没有改变干涉条纹宽度的条件,则干涉条纹间距不变,C不符合题意;
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,由可知,干涉条纹间距变窄,D符合题意。
故答案为:BD。
(4)运用微小量放大的方法进行的实验还有:油膜法测分子直径;卡文迪许扭称实验;库仑扭称实验;微小形变的观察及测量等。
【分析】(1)根据 “双缝干涉测光的波长”的实验原理得出器材M的名称;
(2)根据相邻亮条纹间距的表达式得出单色光的波长;
(3)根据 “双缝干涉测光的波长”的实验原理以及注意事项进行分析判断正确的选项;
(4)该实验中采用了微小量放大的方法,从而判断其他应用该实验方法的实验。
8.(2022高二下·济南期末)在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,双缝间的距离为mm,双缝到光屏的距离为m。
(1)关于本实验,下列说法正确的是____
A.实验时应调节各器件共轴,并且单缝和双缝应相互平行
B.测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数
C.看到白光的干涉条纹后,在单缝前面放上红色或紫色滤光片,即可看到红黑相间或紫黑相间的干涉条纹,且紫黑条纹的间距比红黑条纹的间距大
D.观察到的白光干涉图样是等距的白色干涉条纹
(2)用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图甲所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图乙所示,则相邻两条亮条纹中心间距   mm,该单色光的波长   m。
【答案】(1)A;B
(2)0.75;
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)A.实验时应调节各器件共轴,并且单缝和双缝应相互平行,A符合题意;
B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,以减小误差,B符合题意;
C.看到白光的干涉条纹后,在单缝前面放上红色或紫色滤光片,即可看到红黑相间或紫黑相间的干涉条纹,由且所以紫黑条纹的间距比红黑条纹的间距小,C不符合题意;
D.一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,D不符合题意。
故答案为:AB。
(2)分划板在图中A位置时游标卡尺读数
分划板在图中B位置时游标卡尺读数
则相邻两条亮条纹中心间距


【分析】(1)根据 “用双缝干涉实验测量光的波长”的实验 原理以及注意事项选择正确的选项;
(2)根据游标卡尺读数原理得出分划板在AB处的读数,结合相邻亮条纹间距表达会得出波长的大小。
9.(2022高二下·南阳期末)某同学利用图1所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)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图2所示,读数为   mm。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第6条亮条纹的中央,手轮的读数如图3所示,读数为   mm,则相邻两亮条纹的间距是   mm;
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,如图4所示,测得第1条暗条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为x,则单色光的波长   。
【答案】(1)0.145;11.538;2.279
(2)
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)图2读数为
图3读数为
由题意知,相邻两亮条纹的间距为
(2)因为第1条暗条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为x,则可得,相邻两暗条纹间距为

可得,该单色光的波长为
【分析】(1)根据螺旋测微器的读数原理进行读数;从而得出相邻两亮条纹的间距
(2)结合双缝干涉相邻亮条纹的表达式得出该单色光的波长。
1 / 12022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一4.4实验:用双缝干涉测量光的波长 过关检测
一、实验探究题
1.(2023高二下·南海期中)某学习小组利用双缝干涉实验测定光的波长,其实验步骤如下:
按图1安装实验装置,用白光光源照射单缝,调整仪器位置,获得了清晰彩色条纹,如图2-a所示.
(1)在单缝前插入一块   (填“蓝色”或“红色”)滤光片,获得蓝色条纹,如图2-b所示;继续在单缝后插入一块   (填“单缝”或“双缝”),获得等宽蓝色条纹,如图2-c所示.
(2)获得等宽条纹图像后,测量头零刻度时中心刻线恰好对准第1条亮纹中心,第1条到第7条亮条纹中心间的距离为x,如图3所示,测量头读数为   mm.
(3)双缝间距为d,双缝到屏的距离为L,则被测定光的波长   (用d、L、x表示)。
2.(2020高二下·广元期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将实验器材按要求安装在光具座上,如图所示。在实验前已获知的数据有:双缝的间距为 ,双缝到屏的距离为 。
(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出 处的实验器材是   。
(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验,得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的______(填选项前面的字母代号)。
A. B.
C. D.
(3)当用红色滤光片做实验时,经测量红光干涉条纹中相邻两亮条纹间的距离为 ,则此红光波长大小的表达式    。
3.(2020高二下·钦州月考)利用双缝干涉测定光的波长实验中,双缝间距d=0.4 mm,双缝到光屏间的距离L=0.5
m,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中(a)、(b)所示给出,则:
(1)相邻两条纹间距Δx=   mm;
(2)波长的表达式λ=   (用Δx、L、d表示),该单色光的波长λ=   m;
(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将   (填“变大”“不变”或“变小”)
4.(2020高二下·奉化期中)某同学用双缝干涉实验仪测量光的波长
(1)实验中选用的双缝间距为d,双缝到像屏的距离为L,在像屏上得到的干涉图样如图甲所示,分划板刻线在图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2,则入射的单色光波长的计算表达式为   
(2)分划板刻线在明条纹B处时,游标卡尺的读数为31.15mm,由此可知该游标卡尺的分度是   (选填“10分度”、20分度”、“50分度”);
(3)关于该实验,下列说法正确的是______;
A.如果去掉滤光片,在像屏上得到的是明暗相间的白色干涉条
B.如果用激光作为光源,则无需凸透镜和滤光片,也能在像屏上得到干涉条纹
C.单缝和双缝必须相互平行,且处于竖直方向的位置,否则无法用测量头读数
D.若双缝中某一条被遮住,则像屏上不再有条纹
(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示,条纹间距△x的测量值   实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
5.(2019高二下·成都月考)如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。
(1)图中①是小灯泡光源,⑤是光屏,它们之间的②③④依次是   。
(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
(3)在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600 mm,双缝之间的距离是 ,单缝到双缝之间的距离是 某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹 记作第1条 的中心,这时手轮上的示数如图甲所示 然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如图乙所示,这两次示数依次为   mm和   mm,由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为    结果保留三位有效数字
6.(2023高二下·东莞月考)某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板,双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺读出、两亮纹间的距离   。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离,已知(为相邻两亮条纹间的距离),则该激光的波长   。如果用紫色激光重新实验,相邻亮纹间距会   填“变大”、“变小”或不变)。
7.(2022高二下·通州期末)如图是“双缝干涉测光的波长”的实验装置示意图。某次实验选用的双缝间距为d,毛玻璃屏与双缝间的距离为L,接通电源使光源正常工作。
(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出M处的实验器材是   ;
(2)某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示,图甲中的数字是该同学给各亮纹的编号,此时游标尺上的读数为;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图乙所示,此时游标尺上的读数为。请根据上述测量结果,写出这种色光波长的表达式   (用题中给出的字母表示);
(3)利用图中装置研究双缝干涉现象时,下列说法正确的是(  )
A.去掉滤光片后,干涉现象消失
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
(4)干涉实验能够把一些数量级非常小、不便于观测的量(波长入),放大为便于观测的量(条纹间距)。通过干涉现象还可以观测到一些物理量的微小变化(比如双缝间距d的微小变化),干涉仪就是这类仪器。基于干涉理论的激光干涉仪LIGO于2015年首次观测到引力波的存在,进一步证实了爱因斯坦相对论理论的正确性。请再举例写出两个利用将微小量放大的方法进行的实验   。
8.(2022高二下·济南期末)在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,双缝间的距离为mm,双缝到光屏的距离为m。
(1)关于本实验,下列说法正确的是____
A.实验时应调节各器件共轴,并且单缝和双缝应相互平行
B.测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数
C.看到白光的干涉条纹后,在单缝前面放上红色或紫色滤光片,即可看到红黑相间或紫黑相间的干涉条纹,且紫黑条纹的间距比红黑条纹的间距大
D.观察到的白光干涉图样是等距的白色干涉条纹
(2)用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图甲所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图乙所示,则相邻两条亮条纹中心间距   mm,该单色光的波长   m。
9.(2022高二下·南阳期末)某同学利用图1所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)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图2所示,读数为   mm。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第6条亮条纹的中央,手轮的读数如图3所示,读数为   mm,则相邻两亮条纹的间距是   mm;
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,如图4所示,测得第1条暗条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为x,则单色光的波长   。
答案解析部分
1.【答案】(1)蓝色;双缝
(2)6.063
(3)
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)在单缝前插入一块蓝色滤光片,获得蓝色条纹;继续在单缝后插入一块双缝,会产生单色光的干涉现象,因此获得等宽蓝色条纹。
(2)固定刻度读数为6mm,可动刻度读数为:,所以测量头读数为:。
(3)两相邻亮条纹的间距为:,由得:。
故答案为:(1)蓝色,双缝;(2)6.063;(3)
【分析】(1)根据实验原理作答;
(2)根据螺旋测微器的读数方法读数;
(3)先求出两相邻亮条纹的间距,再根据求波长。
2.【答案】(1)单缝
(2)A
(3)
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样, 处的实验器材是单缝。(2)干涉图样是间距相等明暗相间的条纹,由于红光的波长大于蓝光的波长,根据
可知红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。(3)根据
得红光波长的表达式
【分析】(2)通过比较光的波长,利用公式求解条纹的间隔即可;
(3)双缝干涉产生的条纹是等距平行的条纹,明确游标卡尺的读数规则进行读数,利用公式求解光的波长。
3.【答案】(1)0.75
(2);
(3)变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)A位置游标卡尺的读数为:11mm+0.1×3mm=11.3mm;
B位置游标卡尺的读数为:15mm+0.1×8mm=15.8mm;
相邻亮条纹的间距为 .(2)根据 知,波长的表达式 解得波长为 (3)根据 知,频率变高,波长变小,则干涉条纹的间距变小.
【分析】(1)明确游标卡尺的读数规则进行读数,结合条纹数量求解条纹间距;
(2)结合条纹间隔公式变形求解波长表达式,代入数值计算即可;
(3)结合条纹间距公式分析即可。
4.【答案】(1)
(2)20分度
(3)B
(4)大于
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)根据条纹间距公式 知,入射光的波长为 (2)因为10分度、20分度、50分度的精确度分别为0.1mm,0.05mm,0.02mm,所以读数为31.15mm时使用的是20分度的游标卡尺;(3)A.去掉滤光片,产生的彩色干涉条纹,A不符合题意;
B.如果用激光作为光源,则无需凸透镜和单缝,因为激光平行度好,亮度高,B符合题意;
C.单缝和双缝必须相互平行,但不一定要处于竖直方向的位置,C不符合题意;
D.若双缝中某一条被遮住,则会形成单缝衍射条纹,D不符合题意。
故答案为:B。(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,则相邻两条亮条纹的中心在测量方向上的距离增大,所以条纹间距的测量值大于真实值;
【分析】(1)结合条纹间距利用公式求解波长表达式即可;
(2)结合题目给出的游标卡尺的读数判断游标卡尺的分度值即可;
(3)使用的光源为激光,本身具有很好的相干性,无需滤波片;
(4)两平行线间的距离应该为垂线的距离,倾斜测量会使得测量值偏大。
5.【答案】(1)滤光片(或遮光片)、单缝、双缝
(2)B
(3)0.640-0.641;10.293-10.295;536
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、③、④依次是滤光片、单缝、双缝.(2)根据条纹间距公式 知: 增大③和④之间的距离不能改变条纹宽度,A不符合题意;增大④和⑤之间的距离则L增大,所以可增大相邻两条亮纹之间的距离,B符合题意;将红色滤光片改为绿色滤光片则波长变短,所以条纹间距变小,C不符合题意;增大双缝之间的距离d,则条纹间距变小,D不符合题意;
故答案为:B(3)第一次的读数为 ,第二次的读数为 所以条纹间距为 由条纹间距公式 得:
【分析】(1)根据实验要求按照顺序放置部件,光先通过滤光片变为偏振光,再经过单缝和双缝进行干涉;
(2)结合双缝干涉的条纹间隔公式和选项分析求解即可;
(3)明确螺旋测微器每一个小格代表的数值,并且在最后的读数时注意估读即可,结合题目中提供的数据,代入公式求解即可。
6.【答案】65.0;;变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】刻度尺的最小刻度值为1mm,由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为65.0mm。由图乙可知 ,由 可得 ,如果用紫色激光重新实验,由于紫色激光的波长较小,由 可知,d、L不变,则相邻亮纹间距会变小。
【分析】利用刻度尺的分度值可以读出条纹之间的距离,结合波长和条纹间距的关系式可以求出波长的大小;当光线波长减小时,利用干涉条纹间距的表达式可以判别条纹间距减小。
7.【答案】(1)单缝
(2)
(3)B;D
(4)运用微小量放大的方法进行的实验还有:油膜法测分子直径;卡文迪许扭称实验;库仑扭称实验;微小形变的观察及测量等。
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,M处的实验器材是单缝;
(2)条纹间距
根据
可得
(3)A.去掉滤光片,通过双缝和单缝的光为白光,白光仍然能发生干涉现象,在光屏上出现彩色干涉条纹,A不符合题意;
B.红光的波长大于蓝光的波长,根据公式,可知将蓝色滤光片换成红色滤光片,波长变长,则相邻亮纹间的距离变宽,B符合题意;
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,没有改变干涉条纹宽度的条件,则干涉条纹间距不变,C不符合题意;
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,由可知,干涉条纹间距变窄,D符合题意。
故答案为:BD。
(4)运用微小量放大的方法进行的实验还有:油膜法测分子直径;卡文迪许扭称实验;库仑扭称实验;微小形变的观察及测量等。
【分析】(1)根据 “双缝干涉测光的波长”的实验原理得出器材M的名称;
(2)根据相邻亮条纹间距的表达式得出单色光的波长;
(3)根据 “双缝干涉测光的波长”的实验原理以及注意事项进行分析判断正确的选项;
(4)该实验中采用了微小量放大的方法,从而判断其他应用该实验方法的实验。
8.【答案】(1)A;B
(2)0.75;
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)A.实验时应调节各器件共轴,并且单缝和双缝应相互平行,A符合题意;
B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,以减小误差,B符合题意;
C.看到白光的干涉条纹后,在单缝前面放上红色或紫色滤光片,即可看到红黑相间或紫黑相间的干涉条纹,由且所以紫黑条纹的间距比红黑条纹的间距小,C不符合题意;
D.一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,D不符合题意。
故答案为:AB。
(2)分划板在图中A位置时游标卡尺读数
分划板在图中B位置时游标卡尺读数
则相邻两条亮条纹中心间距


【分析】(1)根据 “用双缝干涉实验测量光的波长”的实验 原理以及注意事项选择正确的选项;
(2)根据游标卡尺读数原理得出分划板在AB处的读数,结合相邻亮条纹间距表达会得出波长的大小。
9.【答案】(1)0.145;11.538;2.279
(2)
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)图2读数为
图3读数为
由题意知,相邻两亮条纹的间距为
(2)因为第1条暗条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为x,则可得,相邻两暗条纹间距为

可得,该单色光的波长为
【分析】(1)根据螺旋测微器的读数原理进行读数;从而得出相邻两亮条纹的间距
(2)结合双缝干涉相邻亮条纹的表达式得出该单色光的波长。
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