用双缝干涉测定光的波长
例1.能发生干涉的两束光应是( )
A.亮度一样
B.颜色一样
C.频率相等
D.传播方向相同
【答案】C
【解析】产生干涉的条件是两光源的频率相同,振动方向相同,相位差恒定
例2.利用双缝干涉测光的波长实验中,双缝间距d=0.4
mm,双缝到光屏的距离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所示,则:
(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=11.1
mm,xB=________
mm;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)15.6 0.75 (2)d 6×10-7 (3)变小
【解析】(1)B位置游标卡尺的主尺读数为15
mm,游标尺读数为0.1×6
mm=0.6
mm,则最终读数为15.6
mm,则相邻两条纹的间距为Δx==?mm=0.75
mm.
(2)根据干涉条纹间距公式Δx=λ得:λ=,代入数据得:λ=6×10-7?m.
(3)若改用频率较高的单色光照射,它的波长较短,根据干涉条纹间距公式Δx=λ,得到的干涉条纹间距将变小.
例3.在观察光的双缝干涉现象的实验中:
(1)将激光束照在如图所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是下图中的( )
(2)换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将________;保持双缝间隙不变,减小双缝到光屏的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将________.(填“变宽”、“变窄”或“不变”)
【答案】(1)A (2)变宽 变窄
【解析】(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹,A图正确;(2)根据Δx=λ知,双缝间的距离d减小时,条纹间距变宽;当双缝到光屏的距离l减小时,条纹间距变窄.
例4.在杨氏干涉实验中,若单色光的波长λ=5.89×10-7?m,双缝间的距离d=1
mm,双缝到屏的距离l=2
m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.
【答案】1.178×10?-2?m
【解析】相邻亮条纹的中心间距
Δx?=λ,由题意知,亮条纹的数目n=10,解得L=,代入数据解得L=1.178×10?-2?m.
01.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间的距离为d,双缝到屏的距离为l,用红色激光照射双缝,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,下列说法正确的是( )
A.
若只将屏向右移动一小段距离,屏上条纹会变得模糊不清
B.
若只将屏向右移动一小段距离,屏上相邻两亮纹间的距离变小
C.
若只将双缝间的距离减小,屏上相邻两亮纹间的距离变小
D.
若只将红色激光变为绿色激光,屏上相邻两亮纹间的距离变小
【答案】D
【解析】在波的干涉中,干涉条纹的间距Δx=,由公式可得,条纹间距与波长、双缝到屏之间的距离成正比,与双缝间的距离d成反比,
若只将屏向右移动一小段距离,则干涉条纹的间距变大,不会变得模糊不清,故A、B错误;若只将双缝间的距离减小,则可得条纹间距变大,故C错误;若只将红色激光变为绿色激光,则波长变小,所以屏上相邻两亮纹间的距离变小,故D正确.
02.(多选)利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时,有下面几种说法,其中正确的是( )
A.
实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B.
将滤光片由紫色的换成红色的,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.
测量过程中,把5个条纹间距数成6个,导致波长测量值偏小
E.去掉滤光片后,干涉现象消失
【答案】ABD
【解析】实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝,故A正确;将滤光片由紫色的换成红色的,波长变长,根据干涉条纹间距公式Δx=λ知条纹间距变宽,故B正确;将单缝向双缝移动一小段距离后,条纹间距不变,故C错误.把5个条纹间距数成6个,则Δx偏小,根据Δx=λ,可知波长的测量值偏小,故D正确;去掉滤光片,将出现彩色的干涉条纹,故E错误.
03.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间距离为d,双缝与光屏间距为L,调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹.关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况,下列叙述正确的是( )
A.
屏上所有的亮线都是从双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的,所有的暗线是波谷与波谷叠加形成的
B.
若将双缝间距d减小,光屏上两相邻亮条纹间距变小
C.
若用频率较大的单色光进行实验,其它条件不变的前提下,光屏上相邻暗条纹间距减小
D.
若用红光照射双缝的一条狭缝,用紫光照射双缝的另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
【答案】C
【解析】干涉条纹间的暗线是由于两列光波波峰与波谷的叠加形成的,两列光波波谷与波谷的叠加形成亮纹,故A错误;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ,知d减小,相邻亮条纹的距离增大,故B错误;若用频率较大的单色光进行实验,即波长变短,其它条件不变的前提下,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ,可知,光屏上相邻暗条纹间距减小,故C正确;若用红光照射双缝的一条狭缝,用紫光照射双缝的另一条狭缝,不满足干涉条件,屏上将不会呈现彩色条纹,故D错误.用双缝干涉测定光的波长
例1.能发生干涉的两束光应是( )
A.亮度一样
B.颜色一样
C.频率相等
D.传播方向相同
例2.利用双缝干涉测光的波长实验中,双缝间距d=0.4
mm,双缝到光屏的距离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所示,则:
(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=11.1
mm,xB=________
mm;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”).
例3.在观察光的双缝干涉现象的实验中:
(1)将激光束照在如图所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是下图中的( )
(2)换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将________;保持双缝间隙不变,减小双缝到光屏的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将________.(填“变宽”、“变窄”或“不变”)
例4.在杨氏干涉实验中,若单色光的波长λ=5.89×10-7?m,双缝间的距离d=1
mm,双缝到屏的距离l=2
m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.
01.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间的距离为d,双缝到屏的距离为l,用红色激光照射双缝,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,下列说法正确的是( )
A.
若只将屏向右移动一小段距离,屏上条纹会变得模糊不清
B.
若只将屏向右移动一小段距离,屏上相邻两亮纹间的距离变小
C.
若只将双缝间的距离减小,屏上相邻两亮纹间的距离变小
D.
若只将红色激光变为绿色激光,屏上相邻两亮纹间的距离变小
02.(多选)利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时,有下面几种说法,其中正确的是( )
A.
实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B.
将滤光片由紫色的换成红色的,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.
测量过程中,把5个条纹间距数成6个,导致波长测量值偏小
E.去掉滤光片后,干涉现象消失
03.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间距离为d,双缝与光屏间距为L,调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹.关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况,下列叙述正确的是( )
A.
屏上所有的亮线都是从双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的,所有的暗线是波谷与波谷叠加形成的
B.
若将双缝间距d减小,光屏上两相邻亮条纹间距变小
C.
若用频率较大的单色光进行实验,其它条件不变的前提下,光屏上相邻暗条纹间距减小
D.
若用红光照射双缝的一条狭缝,用紫光照射双缝的另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹