高考物理实验十五用双缝干涉测光的波长知能演练提升更多资料关注微博高中学习资料库 4页

‎【创新方案】2014年高考物理一轮复习知能演练提升：实验十五 用双缝干涉测光的波长 ‎[教材实验·练基础]‎ ‎1．如图实－15－8所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　)‎ 图实－15－8‎ A．a、b是光的干涉图样 B．c、d是光的干涉图样 C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长 D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短 解析：选AC　干涉条纹是等距离的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式Δx＝λ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项正确；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误。‎ ‎2．某同学在做双缝干涉实验时，按图安装好实验装置，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．单缝与双缝平行 D．光源发出的光束太强 解析：选A　安装实验器件时要注意使光束的中央轴线与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，还要使光源发出的光束不要太暗，才能使实验成功。‎ ‎3．某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装作如下改动，但还能使实验成功的是(　　)‎ A．将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动 B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动 C．将单缝向双缝移动少许，其他不动 D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动 解析：选ABC　由Δx＝λ知：改变双缝到屏的距离l仍能得到清晰条纹，只不过条纹间距发生变化，故A正确；滤光片的作用是得到相干单色光，在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉，故B正确；单缝与双缝之间的距离移动少许对干涉无影响，故C正确；双缝发生干涉，而单缝发生衍射，故D错。‎ ‎[改进实验·练能力]‎ ‎1．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：(　　)‎ A．白炽灯　B．单缝屏　C．光屏　D．双缝屏　E．遮光筒　F．滤光片(其中双缝屏和光屏连在遮光筒上)‎ ‎(1)把以上元件安装在光具座上时，自光源起合理的排列顺序是________。(只需填前面的字母)‎ ‎(2)正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a________b。(填“大于”“小于”或“等于”)‎ ‎(3)在双缝干涉实验中，滤光片的作用是______________________________________，‎ 单缝的作用是____________________________________________________________，‎ 双缝的作用是_____________________________________________________________。‎ 解析：各元件的作用及排列顺序为：白炽灯作为光源，滤光片的作用是获得单色光，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成相干光源，遮光筒的作用是形成暗室，光屏承接干涉图样。测量头是测量条纹间距，由于红光的波长大于绿光的波长，根据Δx＝λ可知，红色光的干涉条纹宽度大于绿色光的干涉条纹宽度，因此a>b。‎ 答案：(1)AFBDEC　(2)大于　(3)获得单色光　形成线光源　形成相干光源 ‎2．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，要把它们放在如图实－15－9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。‎ 图实－15－9‎ ‎(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A。‎ ‎(2)本实验的实验步骤有：‎ ‎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，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；‎ ‎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。‎ 在操作步骤②时还应注意_________和_________。‎ ‎(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图实－15－10甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm。‎ 图实－15－10‎ ‎(4)已知双缝间距d为2.0×10－‎4 m，测得双缝到屏的距离l为‎0.700 m，由计算公式λ＝__________，求得所测红光波长为__________nm。‎ 解析：(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、B。‎ ‎(2)单缝与双缝的间距为5～‎10 cm，使单缝与双缝相互平行。‎ ‎(3)图甲的读数为‎2.320 mm，图乙的读数为‎13.870 mm，‎ Δx＝ mm＝‎2.310 mm。‎ ‎(4)由Δx＝λ可得：λ＝Δx 可求出λ＝×2.310×106 nm＝6.6×102 nm。‎ 答案：(1)E、D、B　(2)单缝与双缝的间距为5～10 cm　使单缝与双缝相互平行　(3)13.870　2.310 ‎ ‎(4)Δx　6.6×102‎ ‎3．(2012·厦门联考)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图实－15－11所示。‎ 图实－15－11‎ ‎(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点：‎ A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置 B．干涉条纹与双缝垂直 C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关 D．干涉条纹的间距与光的波长有关 以上几点中，你认为正确的是________。‎ ‎(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图实－15－12甲所示，该读数为____________________________________________________mm。‎ 图实－15－12‎ ‎(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)‎ 解析：(1)光源的形状、大小及放置方式对实验没有影响，A错误；干涉条纹与双缝平行，B错误；干涉条纹的疏密Δx＝λ与单缝宽度无关，C错误，D正确。‎ ‎(2)手轮的读数为‎0.5 mm＋20.0×‎0.01 mm＝‎0.700 mm。‎ ‎(3)条纹与分划板不平行时，实际值Δx实＝Δx测cos θ，θ为条纹与分划板间的夹角，故Δx实<Δx测。‎ 答案：(1)D　(2)0.700　(3)大于