【物理】2018年秋东方思维高三物理第一轮复习课时跟踪练：第十四章第七讲实验十六：用双缝干涉测量光的波长 7页

第十四章 波与相对论 第七讲 实验十六：用双缝干涉测量光的波长 课时跟踪练 ‎1．(2018·晋阳模拟)在“用双缝干涉测光的波长”实验中：‎ ‎(1)实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，现准备了下列仪器：A.光源，B.双缝片，C.单缝片，D.滤光片，E.毛玻璃(其中双缝片和光屏连在遮光筒上)．把以上仪器安装在光具座上时，正确的排列顺序是____________．‎ ‎(2)(多选)关于本实验，正确的说法是(　　)‎ A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行 B．观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧 C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大 D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数 解析：(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确顺序为：光源、滤光片、单缝、双缝、光屏 ‎，或把它们全部倒过来，因此，答案为ADCBE或EBCDA.‎ ‎(2)实验时应使光源、单缝、双缝的中心位于遮光筒的轴线上，且使单缝与双缝平行，A正确；白光的干涉图样是彩色条纹，中央为白色亮纹，在第一级亮条纹中红色在最外侧，B错误；由Δx＝λ得红条纹的间距大于绿条纹间距，C正确；为了减少误差，应使分划板的中心刻线对齐条纹中心再读数，D正确．‎ 答案：(1)ADCBE或EBCDA　(2)ACD ‎2．(多选)(2018·洛阳模拟)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是(　　)‎ 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 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 ‎3.(2018·西安模拟)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)．现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“‎ 不变”)．‎ 解析：由于路程差Δr＝7.95×10－7 m＝1.5λ，所以P点将出现暗条纹；由Δx＝λ可知，由于波长变大，故条纹间距变宽．‎ 答案：暗条纹　 变宽 ‎4．(2018·武汉模拟)在观察光的双缝干涉现象的实验中：‎ ‎(1)将激光束照在如图甲所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图乙中的________．‎ ‎(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，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将__________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)．‎ 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；当双缝到屏的距离l减小时，条纹间距变窄．‎ 答案：(1)A　(2)变宽　变窄 ‎5．在“观察光的干涉现象”的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按如图所示的方法，‎ 让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象. ‎ ‎(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距__________(选填“越大”或“越小”)．‎ ‎(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)．‎ ‎(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(选填“大”或“小”). ‎ ‎(4)在该实验中，若所用激光的波长为5.300×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为1.855×10－6 m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)．‎ 解析：(1)由Δx＝λ可知双缝间隙d越小，屏上明暗相间的条纹间距Δx越大．‎ ‎(2)由Δx＝λ可知，光屏到缝的距离l越大，明暗相间的条纹间距Δx越大．‎ ‎(3)由Δx＝λ可知，因蓝色光的波长比红色光的波长小，故用蓝色光做实验时的条纹间距比用红色光做实验时小．‎ ‎(4)屏上P点距双缝S1和S2的路程差为所用激光的波长的3.5倍，所以P点应出现暗条纹．‎ 答案：(1)越大　(2)越大　(3)小 ‎(4)暗条纹 ‎6．(2017·湖北八校联考)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题．‎ ‎(1)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________．‎ ‎(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．‎ ‎ 图甲　　图乙　　　图丙　　　　　　　　‎ 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 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，表示各光学元件的排列顺序应为________(填写元件代号)．‎ ‎(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离L＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图丁所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图戊所示，则其示数为______mm；在B位置时游标卡尺如图己所示．由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______m.‎ 解析：(1)题图甲中的条纹间距和宽度相同，是干涉图样，题图乙是衍射图样．‎ ‎(2)光源发出的白光，各种频率都有，加上E后通过的只有红光了，变成单色光，加上D和B，就得到两列频率相同、步调一致的相干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为CEDBA.‎ ‎(3)A位置的示数为111.10 mm，B位置的示数为115.45 mm，图甲中AB之间的距离为(115.45～111.10) mm＝4.35 mm，则相邻条纹的间距为Δx＝ mm，再根据公式Δx＝λ，代入数据得波长为6.2×10－7 m.‎ 答案：(1)图甲　(2)CEDBA　‎ ‎(3)111.10　6.2×10－7‎ ‎7．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图中游标卡尺的读数，如图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微器的读数x1(如图戊所示)，然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x2(如图己所示)，由以上测量数据求该单色光的波长．‎ 解析：根据条纹间距公式Δx＝λ可知，波长λ＝Δx，只要根据题目提供的数据就可求解，由丁图可直接读出 d＝0.25 mm＝0.000 25 m，‎ 双缝到屏的距离由丙图读出 l＝749.0 mm＝0.749 0 m.‎ 由图乙、戊、己可知，两条相邻亮条纹间的距离 Δx＝ mm＝2.400 mm ‎＝0.002 400 m.‎ 将以上数据代入得 λ＝＝ m ‎≈8.0×10－7m.‎ 答案：8.0×10－7 m