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- 2021-05-26 发布
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13.4 实验:用双缝干涉测量光的波长 同步练习(人教版选修3-4)
1.某同学在做双缝干涉实验时,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不一致,相差较大
B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度
C.单缝与双缝不平行
D.光源发出的光太强
2.某同学在实验中,用一束阳光照射单缝,在光屏上没有观察到干涉条纹,移去双缝屏,屏上出现一条较窄的光斑,分析实验失败的原因,最大的可能性是( )
A.单缝的宽度太宽 B.双缝间的距离太小
C.双缝到单缝的距离不相等 D.阳光不能作光源
3.(2011年高考北京理综卷)如图13-4-6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( )
图13-4-6
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
4.
图13-4-7
双缝干涉实验装置如图13-4-7所示,调整实验装置使得像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.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
B.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
C.若将像屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
D.若将像屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
5.利用如图13-4-8所示的装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:
图13-4-8
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
3
E.去掉滤光片后,干涉现象消失
其中正确的是________________.
6.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13-4-9所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置,用以测量红光的波长.
图13-4-9
(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13-4-10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,记下此时如图乙中手轮上的示数为______ mm,求得相邻亮纹的间距Δx为______mm.
图13-4-10
(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
3
参考答案
1.AC 解析:选AC.安装实验器材时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位置在遮光筒的轴线,单缝与双缝要互相平行才能使实验成功.当然还要使光源发出的光束不能太暗,据上述分析可知选项A、C正确.
2. 解析:选A.在双缝干涉实验中,在双缝间距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下,干涉条纹间距跟光波的波长成正比,Δx=λ,双缝间距离d越小,相邻两亮纹中心间距Δx越大,干涉条纹越清晰,故B错;由以上分析,双缝到单缝距离不相等时,屏上仍会出现干涉条纹,故C错;阳光为白光,其干涉条纹是明暗相间的彩色条纹,故最大可能性是单缝太宽,使从同一位置通过单缝的光的频率不相等,不能发生干涉.
3.解析:选C.由双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知:增大S1与S2的间距d,Δx将减小,A项错误;减小双缝屏到光屏的距离l,Δx将减小,B项错误;红光波长大于绿光,λ变大,Δx将变大,C项正确;紫光波长小于绿光,λ变小,Δx将变小,D项错误.
4. 解析:选ACD.双缝干涉发生后,并不只是在光屏上有干涉图样,而是在双缝右侧的三维空间、只要通过双缝后的两列光波相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象,并且在新的位置仍很清晰.A条纹间距变宽,C、D条纹间距不变.故A、C、D正确.
5. 解析:由条纹间距公式Δx=λ,d指双缝间距离,l是双缝到屏的距离,可知A项中l减小,Δx变小;B项中λ变大,Δx变大;D项中d变大,Δx变小,故A、B、D正确.
答案:ABD
6. 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)甲图的读数为2.320 mm,乙图的读数为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)单缝和双缝间距5~10 cm 使单缝与双缝相互平行 (3)13.870 2.310 (4)Δx
6.6×102
3
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