第五节 用双缝干涉实验测定光的波长
1~3题每题12分,4题10分,5~6题每题15分,7题24分,共100分
1.(12分)(多选)物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题,第一次在实验室观察到了光的干涉现象。如图为实验装置简图,M为竖直线状光源,N和O均为有狭缝的遮光屏,P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏,实验时正确的选择是( )
A.N应选用遮光屏1 B.N应选用遮光屏3
C.O应选用遮光屏2 D.O应选用遮光屏4
2.(12分)(多选)某同学在做双缝干涉实验时,按照装置图安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于( )
A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大
B.没有安装滤光片
C.单缝与双缝不平行
D.光源发出的光束太强
3.(12分)如图是某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长实验示意图。图中,单缝到双缝的距离为L1,双缝到墙壁的距离为L2,双缝间距为d,墙壁上的干涉图样及尺寸如图,则该单色光的波长为( )
A. B. C. D.
4.(10分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中
(1)(5分)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置,然后在筒的另外一侧观察,发现筒的上壁照得很亮,此时他应将遮光筒的观察端向________(填“上”或“下”)调节;
(2)(5分)几位同学做实验时,有的用距离为0.1 mm的双缝,有的用距离为0.2 mm的双缝;同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片进行了观察,如图选自他们的观察记录,其中正确反映实验结果的是________(已知红光波长大于紫光的波长)。
5.(15分)(2019·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)(5分)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)(5分)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)(5分)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字)。
6.(15分)(2023·深圳市高二期末)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d=0.2 mm 。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺测出A、B两明条纹间的距离x= ________ mm。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0 m ,由此则可以计算该激光的波长λ=________ m。如果用紫色激光重新实验,相邻明条纹间距会________(填“变大”“变小”或“不变”)。
7.(24分)洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,单色光从单缝S射出,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)(6分)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,________相当于另一个“缝”;
(2)(6分)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个明条纹中心到第12个明条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=________ m(结果保留3位有效数字);
(3)(6分)下列操作中能够增大光屏上相邻两条明条纹之间的距离的有________;
A.将平面镜稍向上移动一些
B.将平面镜稍向右移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光源由红色光改为绿色光
(4)(6分)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,称为“半波损失”。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是________。(填“明条纹”或“暗条纹”)
第五节 用双缝干涉实验测定光的波长
1.AC [在双缝干涉实验中,光线要先通过单缝,再通过双缝,形成相干光源,且线光源应和单缝、双缝均平行,因此N应选用遮光屏1,O应选用遮光屏2,故选项A、C正确。]
2.AC [安装实验器材时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝中心位置在遮光筒轴线上,单缝与双缝要相互平行,才能使实验成功。与是否安装滤光片无关,当然还要使光源发出的光束不要太暗。故选项A、C正确。]
3.C [由题图可知干涉条纹间距为Δx==,解得该单色光的波长为λ=,故选C。]
4.(1)上 (2)BD
解析 (1)发现筒的上壁照得很亮说明光线向上即观察端偏下,所以应将观察端向上调节;
(2)根据Δx=,可知,当红光分别通过距离为0.1 mm和0.2 mm的双缝时,双缝间的距离越大条纹间的距离越小,A错误,B正确;同理,当红光和紫光通过相同距离的双缝时即L、d相同情况下,波长越长条纹间的距离越大,C错误,D正确。
5.(1)B (2) (3)630
解析 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距,由Δx=λ可知,需要减小双缝到屏的距离l或增大双缝间的距离d,故B项正确,A、C、D项错误。
(2)由题意可知,=λ,
解得λ=。
(3)将已知条件代入公式解得
λ=630 nm。
6.65.0 6.5×10-7 变小
解析 刻度尺的最小刻度值为1 mm,由刻度尺读出A、B两明条纹间的距离为9.00 cm-2.50 cm=6.50 cm=65.0 mm,
相邻两条明条纹间的距离
Δx== mm=6.50 mm,
由Δx=λ
可得λ=
= m=6.5×10-7 m,如果用紫色激光重新实验,由于紫色激光的波长较小,由Δx=λ可知,d、L不变,则相邻明条纹间距会变小。
7.(1)S′ (2)6.33×10-7 (3)AC
(4)暗条纹
解析 (1)如果S被视为其中的一个缝,S′相当于另一个“缝”。
(2)第3个明条纹中心到第12个明条纹中心的间距为22.78 mm,则相邻明条纹间距为
Δx= m≈2.53×10-3 m
等效双缝间的距离为
d=2h=0.30 mm=3.0×10-4 m
根据双缝干涉条纹间距公式
Δx=λ
则有λ=
= m
≈6.33×10-7 m。
(3)根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知,仅增大D,仅减小d,仅增大波长λ,均能够增大光屏上相邻两条明条纹之间的距离,所以A、C正确,B、D错误。
(4)如果把光屏移动到和平面镜接触,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即“半波损失”,故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π,所以接触点P处是暗条纹。第五节 用双缝干涉实验测定光的波长
[学习目标] 1.了解实验装置,知道实验原理及需要测量的物理量,知道测量头的使用方法,会测量明条纹的间距(重点)。2.知道获得干涉图样的实验操作要求,理解实验中满足干涉条件的方法(重点)。3.经历实验过程,会设计实验数据记录表并记录数据,会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长(难点)。
一、实验思路
1.实验原理
在双缝干涉实验中,相邻明纹(或暗纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d、双缝到屏的距离L之间的关系为Δx=λ。若测出双缝干涉中的Δx,d与L,即可求出λ= 。
2.物理量的测量
(1)L的测量:可以用米尺测出。
(2)Δx的测量:用测量头测出。
说明:①测量头由分划板、目镜、手轮等构成。
②双缝间距d可从产品铭牌上直接读出。
二、实验装置
1.双缝干涉仪
2.实验器材
包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、学生电源、导线、刻度尺等。
三、进行实验
1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
2.调整光源的位置,使光源发出的光平行地进入遮光筒并照亮光屏。
3.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样(彩色条纹)。
4.在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过,观察单色光的双缝干涉图样(明暗相间的单色条纹)。
5.测量双缝到屏的距离L和相邻两条明(或暗)条纹间的距离Δx。
6.换用不同颜色的滤光片并改变双缝的距离,观察干涉条纹的变化,并求出相应的波长。
四、数据分析
1.在屏后紧贴屏幕安装__________,调节至可清晰观察到干涉条纹,如图所示。
2.使分划板中心刻线对齐某条明条纹的中心,记下手轮上的示数x1,将该条纹记为第1条明条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一明条纹的中心,记下此时手轮上的示数x2,两次示数之差就是相邻两条明条纹间的距离,即Δx=|x1-x2|。
3.重复测量、计算,求出波长的平均值。
五、误差分析
1.误差来源
由于光波的波长很小,双缝到光屏的距离L和条纹间距Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大,是本实验误差的主要来源。
2.减少误差的方法
(1)L的测量:使用毫米刻度尺测量,可多测几次求平均值。
(2)Δx的测量:使用测量头测量,测出n条明条纹间的距离a,则Δx=,同样可以多测几次求平均值,进一步减小实验误差。
六、注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。
2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘,应用擦镜纸轻轻擦去。
3.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝、光屏的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直,间距大约5~10 cm。
4.常见问题的成因:照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致;干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。
5.测量头在使用时应使中心刻线对应着明(或暗)条纹的中心。
6.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近。
例1 (2024·汕尾市高二期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,单缝保持竖直方向,测量红光的波长。
(1)组装如图甲所示的仪器时,下列说法正确的是________。
A.a代表单缝,b代表双缝
B.a代表双缝,b代表单缝
C.单缝和双缝应相互垂直放置
D.单缝和双缝应相互平行放置
(2)如图乙所示为干涉图样,转动测量头上的手轮(图中未画出),使分划板中心刻线对准如图乙所示的明条纹A的中心,此时游标卡尺的示数如图丙所示,则游标卡尺的读数x=________ mm。
(3)将红光改为绿光,其他实验条件不变,在目镜中仍可看见清晰的条纹,则条纹为________(选填“横条纹”或“竖条纹”),条纹间距________(选填“变宽”或“变窄”)。
例2 (2024·广东省高二期末)“用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示,光源为白炽灯。
(1)下列说法正确的是________;
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.为了减小测量误差,可测出n条明条纹中心间的距离a,求出相邻两条明条纹间距Δx=
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
(2)已知双缝间距d=0.2 mm,双缝到屏间的距离L=800 mm。将测量头的分划板中心刻线与某明条纹的中心对齐,将该明条纹定为第1条明条纹,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条明条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,求得这种色光的波长λ=________ nm(结果保留三位有效数字)。
(3)若在目镜中观察到如图所示的情形。实验中其他操作无误,则此情形下测得的单色光波长将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)
例3 用光传感器进行双缝干涉的实验,如图甲所示是实验装置图。
(1)下列关于本实验的操作与叙述正确的是________。
A.干涉图像中,相邻两个波峰之间的距离即相邻两条明条纹中心的间距
B.双缝挡板不动,下移光源,使之更靠近刻有双缝的挡板,则干涉条纹间距减小
C.光源不动,下移双缝挡板,使之更靠近光传感器,则干涉条纹间距不变
D.减小双缝间距,干涉条纹间距也减小
(2)在不改变双缝的间距和双缝到光传感器的距离的前提下,用红光和绿光做了两次实验,下图中的乙、丙分别对应这两次实验得到的干涉图像,红光的图像是________(选填“乙”或“丙”)。
答案精析
例1 (1)AD (2)0.5 (3)竖条纹 变窄
解析 (1)a代表单缝,b代表双缝,因为单缝在光源和双缝之间,A正确,B错误;单缝和双缝应相互平行放置,C错误,D正确。
(2)游标卡尺的读数为
x=0+0.1 mm×5=0.5 mm。
(3)根据Δx=λ,将红光改为绿光,波长变小,其他实验条件不变,在目镜中仍可看见清晰的条纹,条纹与双缝平行,是竖条纹,条纹间距变窄。
例2 (1)B (2)578 (3)偏大
解析 (1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,故A错误;n条明条纹之间有n-1个间距,相邻明条纹的间距为Δx=,故B正确;条纹的宽度与单缝和双缝间的距离无关,所以将单缝向双缝移动之后,并不影响条纹的宽度,故C错误;去掉滤光片后,入射光是复合光,能发生干涉现象,但条纹是彩色的,故D错误。
(2)甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm,可动刻度读数为
0.01×32.0 mm=0.320 mm,
乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5 mm,可动刻度读数为
0.01×37.0 mm=0.370 mm,
则有Δx= mm=2.310 mm,根据干涉条纹的间距公式Δx=λ,可得λ=,代入数据得λ=5.78×10-7 m=578 nm。
(3)由数学知识可知会导致条纹间距测量值偏大,由公式Δx=λ,可知导致测量的单色光波长偏大。
例3 (1)A (2)丙
解析 (1)相邻两个波峰之间的距离即相邻两条明条纹中心的间距,A正确;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知,若下移光源,干涉条纹间距不变,B错误;光源不动,下移双缝挡板,使之更靠近光传感器,即减小双缝与光传感器间距离,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知,干涉条纹间距会减小,C错误;减小双缝间距,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知,干涉条纹间距增大,D错误。
(2)由Δx=λ可知,波长越长,条纹间距越大,故红光的图像是丙。(共48张PPT)
DIYIZHANG
第四章
第五节 用双缝干涉实验测定光的波长
1.了解实验装置,知道实验原理及需要测量的物理量,知道测量头的使用方法,会测量明条纹的间距(重点)。
2.知道获得干涉图样的实验操作要求,理解实验中满足干涉条件的方法(重点)。
3.经历实验过程,会设计实验数据记录表并记录数据,会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长(难点)。
学习目标
一、实验思路
2.物理量的测量
(1)L的测量:可以用米尺测出。
(2)Δx的测量:用测量头测出。
说明:①测量头由分划板、目镜、手轮等构成。
②双缝间距d可从产品铭牌上直接读出。
二、实验装置
1.双缝干涉仪
2.实验器材
包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、学生电源、导线、刻度尺等。
三、进行实验
1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
2.调整光源的位置,使光源发出的光平行地进入遮光筒并照亮光屏。
3.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样(彩色条纹)。
4.在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过,观察单色光的双缝干涉图样(明暗相间的单色条纹)。
5.测量双缝到屏的距离L和相邻两条明(或暗)条纹间的距离Δx。
6.换用不同颜色的滤光片并改变双缝的距离,观察干涉条纹的变化,并求出相应的波长。
四、数据分析
1.在屏后紧贴屏幕安装 ,调节至可清晰观察到干涉条纹,如图所示。
2.使分划板中心刻线对齐某条明条纹的中心,记下手轮上的示数x1,将该条纹记为第1条明条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一明条纹的中心,记下此时手轮上的示数x2,两次示数之差就是相邻两条明条纹间的距离,即Δx=|x1-x2|。
3.重复测量、计算,求出波长的平均值。
测量头
五、误差分析
1.误差来源
由于光波的波长很小,双缝到光屏的距离L和条纹间距Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大,是本实验误差的主要来源。
2.减少误差的方法
(1)L的测量:使用毫米刻度尺测量,可多测几次求平均值。
六、注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。
2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘,应用擦镜纸轻轻擦去。
3.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝、光屏的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直,间距大约5~10 cm。
4.常见问题的成因:照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致;干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。
5.测量头在使用时应使中心刻线对应着明(或暗)条纹的中心。
6.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近。
(2024·汕尾市高二期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,单缝保持竖直方向,测量红光的波长。
例1
(1)组装如图甲所示的仪器时,下列说法正确的是______。
A.a代表单缝,b代表双缝 B.a代表双缝,b代表单缝
C.单缝和双缝应相互垂直放置 D.单缝和双缝应相互平行放置
AD
a代表单缝,b代表双缝,因为单缝在光源和双缝之间,A正确,B错误;
单缝和双缝应相互平行放置,C错误,D正确。
(2)如图乙所示为干涉图样,转动测量头上的手轮(图中未画出),使分划板中心刻线对准如图乙所示的明条纹A的中心,此时游标卡尺的示数如图丙所示,则游标卡尺的读数x=______ mm。
0.5
游标卡尺的读数为x=0+0.1 mm×5=0.5 mm。
(3)将红光改为绿光,其他实验条件不变,在目镜中仍可看见清晰的条纹,则条纹为________(选填“横条纹”或“竖条纹”),条纹间距______(选填“变宽”或“变窄”)。
竖条纹
变窄
(2024·广东省高二期末)“用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示,光源为白炽灯。
例2
(1)下列说法正确的是_____;
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线
照在屏中心时,应放上单缝和双缝
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
B
调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,故A错误;
条纹的宽度与单缝和双缝间的距离无关,所以将单缝向双缝移动之后,并不影响条纹的宽度,故C错误;
去掉滤光片后,入射光是复合光,能发生干涉现象,但条纹是彩色的,故D错误。
(2)已知双缝间距d=0.2 mm,双缝到屏间的距离L=800 mm。将测量头的分划板中心刻线与某明条纹的中心对齐,将该明条纹定为第1条明条纹,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条明条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,求得这种色光的波长λ=______ nm(结果保留三位有效数字)。
578
甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm,可动刻度读数为0.01×32.0 mm=0.320 mm,乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5 mm,可动刻度读数为0.01×37.0 mm=0.370 mm,
(3)若在目镜中观察到如图所示的情形。实验中其他操作无误,则此情形下测得的单色光波长将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)
偏大
用光传感器进行双缝干涉的实验,如图甲所示是实验装置图。
(1)下列关于本实验的操作与叙述正确的是_____。
A.干涉图像中,相邻两个波峰之间的距离即相邻两
条明条纹中心的间距
B.双缝挡板不动,下移光源,使之更靠近刻有双缝
的挡板,则干涉条纹间距减小
C.光源不动,下移双缝挡板,使之更靠近光传感器,则干涉条纹间距不变
D.减小双缝间距,干涉条纹间距也减小
例3
A
相邻两个波峰之间的距离即相邻两条明条纹中心的间距,A正确;
(2)在不改变双缝的间距和双缝到光传感器的距离的前提下,用红光和绿光做了两次实验,下图中的乙、丙分别对应这两次实验得到的干涉图像,红光的图像是_____(选填“乙”或“丙”)。
丙
课时对点练
基础对点练
1
2
3
4
5
6
1.(多选)物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题,第一次在实验室观察到了光的干涉现象。如图为实验装置简图,M为竖直线状光源,N和O均为有狭缝的遮光屏,P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏,实验时正确的选择是
A.N应选用遮光屏1
B.N应选用遮光屏3
C.O应选用遮光屏2
D.O应选用遮光屏4
√
√
7
1
2
3
4
5
6
在双缝干涉实验中,光线要先通过单缝,再通过双缝,形成相干光源,且线光源应和单缝、双缝均平行,因此N应选用遮光屏1,O应选用遮光屏2,故选项A、C正确。
7
1
2
3
4
5
6
2.(多选)某同学在做双缝干涉实验时,按照装置图安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于
A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大
B.没有安装滤光片
C.单缝与双缝不平行
D.光源发出的光束太强
√
√
7
1
2
3
4
5
6
安装实验器材时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝中心位置在遮光筒轴线上,单缝与双缝要相互平行,才能使实验成功。与是否安装滤光片无关,当然还要使光源发出的光束不要太暗。故选项A、C正确。
7
3.如图是某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长实验示意图。图中,单缝到双缝的距离为L1,双缝到墙壁的距离为L2,双缝间距为d,墙壁上的干涉图样及尺寸如图,则该单色光的波长为
1
2
3
4
5
6
√
7
1
2
3
4
5
6
7
4.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中
(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置,然后在筒的另外一侧观察,发现筒的上壁照得很亮,此时他应将遮光筒的观察端向_____(填“上”或“下”)调节;
1
2
3
4
5
6
上
发现筒的上壁照得很亮说明光线向上即观察端偏下,所以应将观察端向上调节;
7
(2)几位同学做实验时,有的用距离为0.1 mm的双缝,有的用距离为0.2 mm的双缝;同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片进行了观察,如图选自他们的观察记录,其中正确反映实验结果的是________(已知红光波长大于紫光的波长)。
1
2
3
4
5
6
BD
7
1
2
3
4
5
6
同理,当红光和紫光通过相同距离的双缝时即L、d相同情况下,波长越长条纹间的距离越大,C错误,D正确。
7
5.(2019·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
2
3
4
5
6
(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
B
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1
2
3
4
5
6
7
(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=__________。
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2
3
4
5
6
7
(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为______ nm(结果保留3位有效数字)。
1
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3
4
5
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630
将已知条件代入公式解得λ=630 nm。
7
6.(2023·深圳市高二期末)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d=0.2 mm 。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺测出A、B两明条纹间的距离x= ______ mm。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0 m ,由此则可以计算该激光的波长λ=_______
______ m。如果用紫色激光重新实验,相邻明条纹间距会______(填“变大”“变小”或“不变”)。
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65.0
6.5×
变小
10-7
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3
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5
6
刻度尺的最小刻度值为1 mm,由刻度尺读出A、B两明条纹间的距离为9.00 cm-2.50 cm=6.50 cm=65.0 mm,
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1
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3
4
5
6
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7.洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,单色光从单缝S射出,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
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(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,______相当于另一个“缝”;
S′
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如果S被视为其中的一个缝,S′相当于另一个“缝”。
7
(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个明条纹中心到第12个明条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=___________ m(结果保留3位有效数字);
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6.33×10-7
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第3个明条纹中心到第12个明条纹中心的间距为22.78 mm,则相邻明条纹间距为
等效双缝间的距离为d=2h=0.30 mm=3.0×10-4 m
7
(3)下列操作中能够增大光屏上相邻两条明条纹之间的距离的有______;
A.将平面镜稍向上移动一些
B.将平面镜稍向右移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光源由红色光改为绿色光
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AC
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(4)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,称为“半波损失”。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是________。(填“明条纹”或“暗条纹”)
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暗条纹
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如果把光屏移动到和平面镜接触,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即“半波损失”,故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π,所以接触点P处是暗条纹。
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