13.4实验：用双缝干涉测量光的波长 试卷 (含答案) (4)

13.4实验：用双缝干涉测量光的波长
试卷
1.用包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验,所产生的干涉条纹中,离中央亮纹最近的干涉条纹是(　　)
A.紫色条纹
B.绿色条纹
C.红色条纹
D.都一样近
答案:A
解析:据不同色光波长不同及Δx=·λ知,波长最小的紫光条纹间距最小,所以靠近中央亮纹的是紫色条纹。
2.如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以(　　)
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
答案:C
解析:由Δx=λ知,减小S1与S2的间距d或增大双缝屏到光屏的距离l时,条纹间距变大,选项A、B错误;将绿光换为红光,波长变大,条纹间距变大,选项C正确;将绿光换为紫光,波长变小,条纹间距变小,选项D错误。
3.利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:
A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
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
E.去掉滤光片后,干涉现象消失
其中正确的是:　　　　　。
答案:ABD
解析:干涉条纹间距Δx=λ,将屏移近双缝,l变小,干涉条纹间距变窄,A正确。红色光的波长λ较长,所以将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽,B正确。条纹宽度与单缝和双缝间的距离无关,这里的单缝相当于为双缝提供了一个线光源,C不正确。换一个两缝之间距离较大的双缝,d变大,干涉条纹间距变窄,D正确。去掉滤光片后,白光穿过双缝,产生彩色干涉条纹,E不正确。
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,要把它们放在下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。
本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件;
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。
关于上面操作步骤②中应注意的问题正确的是(　　)
A.使各元件的中心位于遮光筒的轴线上
B.单缝和双缝间距大约为5~10
cm
C.单缝和双缝应互相垂直
D.单缝和双缝应互相平行
答案:ABD
解析:C项中如果单缝与双缝垂直,通过双缝的光的能量有限,在屏上很难看清干涉条纹。
5.2005年诺贝尔物理学奖授予对激光研究作出杰出贡献的三位科学家。如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹,由P向上数与0号亮纹相邻的条纹为1号亮纹,与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,设P1处的亮纹恰好是10号亮纹,直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于(　　)
A.5λ
B.10λ
C.20λ
D.40λ
答案:B
解析:根据出现亮纹的条件r2-r1=nλ知当n=0时为0号亮纹,n=1时为1号亮纹,则10号亮纹对应n=10,即r2-r1=10λ,选项B正确。
6.用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距离d=0.1
mm,双缝到屏的距离l=6.0
m,测得屏上干涉条纹中相邻亮纹的间距是3.8
cm,氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少 假如把整个装置放入折射率是的水中,这时屏上的条纹间距是多少
答案:6.3×10-7m　2.82×10-2m
解析:由条纹间距Δx、双缝间距离d、双缝到屏的距离l及波长λ的关系,可测波长。同理,知道水的折射率,可知该光在水中的波长,然后由d、Δx、l、λ的关系,可求出条纹间距。
由Δx=·λ,可以得出红光的波长λ。
λ=·Δx=m=6.3×10-7m,
激光器发出的红光的波长是6.3×10-7m。
如果整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长设为λ',由光的特点可知:光在传播过程中,介质发生变化,波长和波速发生改变,但频率不变。
由此可知
而=n
则λ'=m=4.7×10-7m
这时屏上条纹的间距是
Δx'=·λ'=m=2.82×10-2m。