13.4实验：用双缝干涉测量光的波长 试卷 (含答案) (2)

13.4实验：用双缝干涉测量光的波长
试卷
4
实验：用双缝干涉测量光的波长
(时间：60分钟)
知识点
基础
中档
稍难
光的干涉现象
1、2、4、5
3、6
用双缝干涉实验测光的波长
7
8、9
综合提升
10
11、12
INCLUDEPICTURE
"../../../达标基训.tif"
\
MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE
"../../../达标基训.tif"
\
MERGEFORMAT
知识点一　光的干涉现象
1．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是
(　　)．
A．明暗相间的条纹
B．彩色条纹
C．一片红光
D．晃动的条纹
解析　两灯泡不是相干光源故现象为C.
答案　C
2．在单色光的双缝干涉实验中
(　　)．
A．两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹
B．两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹
C．从两个狭缝到达屏上某处的路程差是光波长的整数倍时，出现亮条纹
D．从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时，出现暗条纹
解析　两列光的峰—峰相遇和谷—谷相遇都是亮条纹．从空间中一点到两光
源的路程差等于波长的整数倍，该点出现亮条纹；若为半波长的奇数倍，则
为暗条纹．
答案　BC
3.
如图13－3、4－12所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷，在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么
(　　)．
A．A、B、C三个位置都出现亮条纹
B．B位置出现暗条纹
C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D．以上结论都不对
解析　在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动
方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终
处于波峰或波谷，在某时刻它可以位于平衡位置(如图中C点)．所谓“振动
减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两
列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置．对光波
而言，该点是完全暗的．
答案　A
4.
在双缝干涉实验装置中(如图13－3、4－13所示)，双缝距离为d，双缝到像屏的距离为l，调整实验装置，使得屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是
(　　)．
A．若将屏向左平移一小段距离，屏上干涉条纹将变
得不清楚
B．若将屏向右平移一小段距离，屏上干涉条纹仍是清晰的
C．若将双缝间距离d减小，像屏上两相邻明条纹间距离变小
D．若将双缝间距离d增大，像屏上两相邻明条纹间距离变小
解析　不管屏向左，向右移少许，l d条件仍成立，屏上仍有满足明暗条纹
的条件，A错B对；由公式Δx＝λ知C错，D对．
答案　BD
5.
某同学利用如图13－3、4－14所示器材观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏，当他让一束阳光照射A时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑，分析实验失败的原因，最大的可能是
(　　)．
A．单缝S太窄
B．单缝S太宽
C．S到S1和S2距离不等
D．阳光不能作光源
解析　双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做是由许多个
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单缝太宽，得不
到线光源．
答案　B
6．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝间距为d，双缝与屏距离为l，应采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹
(　　)．
A．h＝1
cm，d＝0.1
mm，l＝1
m
B．h＝1
mm，d＝0.1
mm，l＝10
cm
C．h＝1
mm，d＝10
cm，l＝1
m
D．h＝1
mm，d＝0.1
mm，l＝1
m
解析　根据Δx＝λ可以得知，当d较小、l较大时，干涉条纹间距明显，由
此可以排除B、C项；由于干涉光束是同频率的，故光束宽度要小，才能得
到同频率的光，则排除A项，故选D项．
答案　D
知识点二　用双缝干涉实验测光的波长
7．在用双缝干涉测光的波长实验中，为使光屏上相邻的条纹间距增大些，可采取的措施是
(　　)．
A．换用缝距大些的双缝片
B．换用缝距小些的双缝片
C．适当调大双缝与屏的距离
D．适当调小双缝与屏的距离
解析　根据相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距表达式Δx＝λ可知，减小d值
和增大l值都能达到增大条纹间距的目的．
答案　BC
8．(2012·福建卷，19)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图13-3、
4-15所示)：
图13-3、4-15
①下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)
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．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝a/(n－1)
图13-3、4-16
②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图13-3、416所示，其示数为________mm.
解析　①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否
沿遮光筒的轴线传播，故A错误．因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹
中心之间的距离，故B正确．微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差，
故C正确．答案为A.
②手轮上固定刻度读数为1.5
mm，可动刻度读数为47.0×0.01
mm，故测量
结果为1.5
mm＋47.0×0.01
mm＝1.970
mm.
答案　①A　②1.970
9．(2010·江苏高考)如图13－3、4－15所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7
m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7
m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30×10－7
m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______(选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．
解析　P点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以
出现暗条纹．由于条纹间距Δx＝(d为两条狭缝间的距离，l为挡板与屏间
距离)波长变长，条纹间距变宽．
答案　暗条纹　变宽
INCLUDEPICTURE
"../../../综合提升.tif"
\
MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE
"../../../综合提升.tif"
\
MERGEFORMAT
10．分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，已知λ红＞λ紫，在屏上得到相邻亮条纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则
(　　)．
A．Δx1＜Δx2
B．Δx1＞Δx2
C．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx增大
D．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx不变
解析　由Δx＝λ，λ红＞λ紫，得Δx红＞Δx紫，选项B正确．当双缝间距d
减小，其他条件不变时，条纹间距Δx应增大，故选项C正确．
答案　BC
11．(1)备有下列仪器：
A．白炽灯　B．双缝　C．单缝　D．滤光片　E．白色光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：_____(填写字母代号)．
(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500
mm，双缝之间的距离d＝0.50
mm，单
缝到双缝之间的距离s＝100
mm，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，然后他继续转动，
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
13－3、4－16所示．则入射光的波长λ＝________
m(结果保留两位有效数字)．
图13－3、4－16
(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．
A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B．增大双缝到屏的距离
C．增大双缝到单缝的距离
D．增大双缝间距
解析　(1)课本知识，需熟练掌握基础知识．
(2)游标卡尺读数精确度为0.1
mm，A位置主尺读数为11
mm，游标尺读数为
1，读数为x1＝11
mm＋1×0.1
mm＝11.1
mm，同理B位置读数为x2＝15.6
mm，
则条纹间距Δx＝＝0.64
mm.利用λ＝Δx＝6.4×10－7
m.
(3)由Δx＝λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到
屏的距离，故选项AB正确．
答案　(1)ADCBE　(2)6.4×10－7　(3)AB
12．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5
mm，测得双缝到光屏的距离为1.0
m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5
mm.则：
(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？
(2)假如把整个装置放入折射率为的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多
少？
解析　(1)相邻两条暗条纹间的距离
Δx＝
m＝1.5
×10－3
m.
根据λ＝Δx得
λ＝×1.5×10－3
m＝7.5×10－7
m，
由f＝得此光的频率
f＝＝
Hz＝4.0×1014
Hz.
(2)在水中红光的波长λ′＝＝×7.5×10－7
m，
相邻两条明条纹间的距离为
Δx＝λ′＝××7.5×10－7
m＝1.125×10－3
m.
答案　(1)4.0×1014
Hz　7.5×10－7
m　(2)1.125×10－3
m
图13－3、4－12
图13－3、4－13
图13－3、4－14
图13－3、4－15