人教版（2019）高一物理第一学期选修第一册第四章 4. 实验：用双缝干涉测量光的波长BWord版含答案

2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019选修第一册第四章
4.
实验：用双缝干涉测量光的波长B
1.某次实验中,测得第一级明条纹和第三级明条纹相距,若双缝片间距为0.1,缝到屏的距离为,则光波的波长为(????
)
A.
B.
C.
D.
2.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝后,投射到具有双缝的挡板上,双缝和与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上点距双缝和的距离相等,
点是距点最近的亮条纹(第一亮纹).如果将入射的绿光换成红光或蓝光,讨论屏上点及其上方的干涉条纹的情况是:①点处是红光的亮条纹;②点处不是蓝光的亮条纹;③红光的第一条亮条纹在点的上方;④蓝光的第一条亮条纹在点的上方。其中正确的是(?
)
A.只有①②正确???????????????????????B.只有①④正确
C.只有②③正确???????????????????????D.只有③④正确
3.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,乙图为用绿光进行实验时在屏上观察到的条纹情况,
为中央亮条纹,丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,
为中央亮条纹,则以下说法正确的是(
)
??????????
甲????????????????????????????????
乙????????????????????????????????????????????????丙
A.丙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.丙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.丙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.丙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
4.在光的双缝干涉实验中,光屏上出现的条纹情况是(????
)
A.中心处的明条纹宽度比两侧的明条纹宽度大
B.各种不同色光的明条纹间距一样大
C.在相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大
D.对于同种色光,光屏离双缝距离越近明条纹的间距越大
5.在双缝干涉实验中,图甲是用绿光进行实验时,屏上观察到的条纹情况,
处为中央亮条纹,图乙是换用另一种颜色的单色光进行实验时,屏上观察到的条纹情况,
处仍为中央亮条纹,则以下说法中正确的是(????
)
A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
6.有同学在重复杨氏双缝干涉实验中,用白光照射双缝前的单缝时,在光屏上呈现出彩色条纹.现在这位同学又进行了如下的探究,仍用白光照射双缝前的单缝,然后在双缝处用一个蓝色玻璃片挡住其中的一缝,用一个红色玻璃片挡住另一缝后(????
)
A.在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹
B.在光屏上出现明暗相间的蓝色干涉条纹
C.在光屏上出现明暗相间的红色干涉条纹
D.在光屏看不到干涉条纹
7.某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中,利用绿光做光源在光屏上得到如图所示的干涉条纹,下列与此实验相关的判断正确的是(????
)
A.若改用白光做光源,将得到黑白相间的条纹
B.若改用红光做光源,亮条纹间距将变窄
C.若想增大亮条纹间距,可以采取增大双缝到屏的距离
D.若增大双缝间距,亮条纹间距将变宽
8.某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素,在实验室用蓝光做了双缝干涉实验,在光屏上呈现出蓝、暗相间的平行条纹,设相邻两条蓝条纹间的距离为.你认以下结论中正确的是(???
?)
A.单缝到双缝间的距离越大,
就越大
B.双缝之间的距离越大,
就越大
C.双缝到光屏之间的距离越大,
就越大
D.双缝间的距离不变,双缝的每条缝的宽度越大,
就增大
9.如图是双缝干涉的实验装置示意图,其中是单缝,
、为双缝,
为光屏,实验时从左侧入射平行光,判断下述说法中正确的是(?????
)
A.把入射平行光由绿光换成紫光后,屏上干涉条纹中相邻两条明纹间的距离就变大
B.把入射光由绿光换成红光后,屏上干涉条纹中相邻两条明纹间的距离就变大
C.入射光为单色平行光,当双缝、之间的距离变小时,屏上干涉条纹中相邻两条明纹间的距离变小
D.若入射光为白光,将缝左边加红色滤光片(只透过红光),将缝左边加蓝色滤光片(只透过蓝光),则屏上出现彩色干涉条纹
10.某同学用某种单色光做双缝干涉实验时,发现条纹太密难以测量,可以采用的改善办法是(?????
)
A.增大双缝间距
B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离
D.改用波长较短的光(如紫光)作为入射光
11.用单色光做双缝干涉实验,下述说法中正确的是(?????
)
A.相邻干涉条纹之间的距离不相等
B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大
D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
12.用杨氏双缝实验演示光的干涉,不影响条纹位置的因素是(????
)
A.光的强度????????????????????????B.光的波长
C.屏与狭缝的距离?????????????????????D.两狭缝间的距离
13.杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(为自然数,
为光波波长)?
①在距双缝的路程差相等的点形成暗条纹?
②在距双缝的路程差为的点形成亮条纹
③在距双缝路程差为的点形成亮条纹
④在距双缝路程差为的点形成暗条(
????
)
A.①②???????B.②③???????C.③④???????D.②④
14.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条纹间的距离为.下列说法正确的有(????
?)
A.如果增大单缝到双缝间的距离,
将增大
B.如果增大两双缝之间的距离,
将增大
C.如果增大双缝到光屏之间的距离,
将增大
D.如果将绿光换成紫光,
将增大
15.在做双缝干涉实验时,若在双缝后各放置一个偏振片,当两个偏振片的透振方向相互垂直时(?????
)
A.光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度减小
B.光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度增大
C.干涉条纹消失,但仍有光照射到光屏上
D.干涉条纹消失,光屏上一片黑暗
16.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,调节分划板的位置,使分划板的中心刻线对齐中央明条纹的中心,此时测量头的读数如图甲所示,转动手轮,使分划板向一侧移动,使分划板的中心刻线对齐第3个明条纹的中心,此时测量头的读数如图乙所示。已知双缝间距,双缝到屏的距离,则被测光的波长为多少?
??????????
甲????????????????????????????
乙
17.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件(其中双缝和光屏连在遮光筒上):
A.白炽灯
B.单缝片
C.光屏
D.双缝
E.滤光片
1.把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:__________;
2.正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,用测量头测出10条红亮条纹间的距离为a;改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出10个绿亮条纹间的距离为b,则一定有a__________b(选填“>”、“<”或“=”)
18.某实验小组利用如图甲所示的双缝干涉装置测量光的波长。
1.按照实验装置,转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮条纹,手轮的示数如图乙所示。继续转动手轮,使分划板的中心刻线对准第11条亮条纹,手轮的示数如图丙所示,则相邻两亮条纹间的距离是_______mm。
2.已知单缝与双缝的距离L1=60mm,双缝与光屏的距离L2=700mm,单缝宽d1=0.10mm,双缝间距d2=0.25mm。则待测光的波长是_____nm(保留三位有效数字)。
19.在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是l=600mm,双缝之间的距离是d=0.20mm,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读数为x1,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x2如图乙所示,则示数x1=__________mm,x2=__________mm。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长λ=__________m。
参考答案
1.答案：B
解析：根据公式,
.
,,
所以有,
故选B.
2.答案：A
解析：点到两缝的距离相等,故不论换用红光还是蓝光,
点均为亮条纹,所以①正确,③错误;由可知,红光的波长比绿光的长,条纹间距也比绿光的大,因此,红光的第一亮纹在点的上方,②正确;同理,蓝光的波长比绿光的短,蓝光的第一亮纹在点的下方,④错误;综上所述,只有A正确。
3.答案：A
解析：根据双缝干涉图样的特点,入射光的波长越长,同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大,由本题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光波长长,因此选项B、C、D错误,A正确
4.答案：C
解析：A、双缝干涉条纹等间距、等宽度、等亮度.故A错误.
B、根据知,不同色光,波长不同,则条纹的间距不同.故B错误.
C、根据知,红光的波长长,则红光的条纹间距大.故C正确.
D、根据知,同种色光,
越小,则条纹间距越小.故D错误.
故选C.
5.答案：A
解析：乙图中条纹的间距比甲图大,根据双缝干涉的条纹间距公式知,乙图中光的波长较长,且比绿光的波长长.红光的波长比绿光长,紫光的波长比绿光短.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
6.答案：D
解析：双缝干涉中单缝和双缝组合后,双缝是相干光源;
在双缝处用一个蓝色玻璃片挡住其中的一缝,用一个红色玻璃片挡住另一缝后,双缝不再是相干光源,故无法发生光的干涉;
故ABC错误,D正确;
故选D.
7.答案：C
解析：A、改用白光做光源,得到彩色的干涉条纹.故A错误.
B、改用红光做光源,则波长变大,根据双缝干涉条纹的间距公式知,亮条纹间距变宽.故B错误.
C、若想增大亮条纹间距,根据双缝干涉条纹的间距公式知,可以采取增大双缝到屏的距离.故C正确.
D、根据双缝干涉条纹的间距公式知,增大双缝间距,则亮条纹间距变窄.故D错误.
8.答案：C
解析：双缝干涉的条纹间距,其中是指屏和双缝之间的距离,
两缝之间距离,
是指入射光的波长,则
A、与单缝到双缝间的距离无关,故A错误.
B、如果增大双缝之间的距离,使增大,故变小,故B错误.
C、如果增大双缝到光屏之间的距离,
增大,
将增大,故C正确.
D、与缝本身的宽度也无关,故D错误.
故选C.
9.答案：B
解析：A、根据双缝干涉条纹的间距公式知,将绿光换为紫光,波长变短,则干涉条纹间距减小.故A错误.
B、根据双缝干涉条纹的间距公式知,将绿光换为红光,波长变长,则干涉条纹间距增大.故B正确.
C、根据双缝干涉条纹的间距公式知,当双缝、之间的距离变小时,屏上干涉条纹中相邻两条明纹间的距离变大.故C错误.
D、根据双缝干涉的条件知单色光通过双缝后才能发生干涉,将缝左边加红色滤光片,将缝左边加蓝色滤光片,通过双缝不能产生的干涉条纹.故D错误.
10.答案：B
解析：根据公式,要增加条纹间距,可增大双缝到屏的距离、光的波长及减小双缝之间的距离,B正确。
11.答案：C
解析：双缝干涉条纹,相邻干涉条纹之间的距离相等,A错;B错;
由公式可知屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大,C对;
红光波长大,在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距,D错;
12.答案：A
解析：根据双缝干涉实验的条纹间距可知,不会影响条纹位置的因素有光的强度,A正确。
13.答案：D
解析：双缝干涉中,亮条纹的位置是离双缝的距离差为波长整数倍的点,即.离双缝的距离相等的点也是亮条纹,所以①是不正确的,②是正确的.暗条纹的位置是离双缝的距离之差是半波长的奇数倍的点,并不是整数倍的点,③不正确,④正确.
14.答案：C
解析：由波的干涉中条纹的间距公式可得出为增大间距应采取的措施.
解:在波的干涉中,干涉条纹的间距,
由公式可得,条纹间距与波长、屏之间的距离成正比,
与双缝间的距离成反比,故要增大间距应减小,
增大双缝屏到光屏的距离或增大光的波长,故只有C正确;
故选C.
15.答案：C
解析：若两个偏振片互相垂直,则振动方向垂直,不符合产生干涉的条件.因为产生干涉的条件是:频率相同,振动方向相同.故选C。
16.答案：甲读数为1.130,图乙读数为1.760。
相邻两明条纹的间距。
由得。
解析：
17.答案：1.AEBDC;
2.>
解析：
18.答案：1.由读数规则得题图乙的读数a1=0.045mm，题图丙的读数a11=14.535mm,相邻两亮条纹间的距离是。
2.由得。
解析：
19.答案：0.641;10.300;5.37×10-7
解析：由图甲知x1=0.641mm,由图乙知x2=10.300mm;
则mm=1.61mm
=1.61×10-3m,
由,得m
=5.37×10-7m。