沪科版 (2019)选择性必修 第一册第4章 光及其应用4.4 用双缝干涉仪测量光的波长习题

这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第一册第4章 光及其应用4.4 用双缝干涉仪测量光的波长习题，共4页。试卷主要包含了备有下列仪器，4×10－7　AB等内容，欢迎下载使用。
4.4用双缝干涉仪测量光的波长 课时检测（解析版）
1.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图4­2­7甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是( )
图4­2­7
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.增大双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
E.换用频率更低的单色光源
【解析】 根据Δx＝eq \f(l,d)λ，其中l是双缝到光屏之间的距离，d是双缝之间的距离，λ是波长，又λ＝eq \f(c,f)，B、C、E选项正确.
【答案】 BCE
2.用单色光做双缝干涉实验，在光屏上某点P，从中央O点开始计数，P点恰好为第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照射，其他的条件不变，那么不可能的是( )
A.P处仍为第三条亮纹
B.P处可能是第四条亮纹
C.P处可能是第二条亮纹
D.若将光屏向双缝移近一些，在P处可能看到第二条亮纹
E.中央O点仍为亮纹
【解析】 波长短，双缝到P点光程差不变，故A、C不可能；若将光屏向双缝移近一些，条纹间距变小，故D不可能.
【答案】 ACD
3.(1)备有下列仪器：
A.白炽灯 B.双缝 C.单缝 D.滤光片 E.白色 光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写字母代号).
(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图4­2­8所示.则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字).
图4­2­8
(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________.
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝间距
【解析】 游标卡尺读数精确度为0.1 mm，A位置主尺读数为11 mm，游标尺读数为1，读数为x1＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，同理B位置读数为x2＝15.6 mm，则条纹间距Δx＝eq \f(x2－x1,7)≈0.64 mm.利用λ＝eq \f(d,L)Δx＝6.4×10－7 m.由Δx＝eq \f(L,d)λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故A、B正确.
【答案】 (1)ADCBE (2)6.4×10－7 (3)AB
4.如图4­2­9所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②________________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取____________或____________的方法.
图4­2­9
【解析】 做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏.由条纹间距公式Δx＝eq \f(l,d)λ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离.
【答案】 滤光片 单缝屏 双缝屏 增大双缝屏到光屏的距离 减小双缝屏两缝间距离
5.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图4­2­10甲所示，并选用缝间距d＝0.2 mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作.
图4­2­10
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度.某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图4­2­10乙(a)所示，图4­2­10乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图4­2­10乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图4­2­10丙(a)所示，此时图4­4­10丙(b)中游标尺上的读数x2＝________ mm；
(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________ mm；这种色光的波长λ＝________ nm.
【解析】 (1)由游标尺的读数规则可知：x2＝(15.0＋1×0.02) mm＝15.02 mm
(2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个
故Δx＝eq \f(x2－x1,6)＝2.31 mm
由Δx＝eq \f(l,d)λ可知λ＝eq \f(d·Δx,l)＝6.6×102 nm.
【答案】 (1)15.02 (2)2.31 6.6×102
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，要把它们放在图4­2­11所示的光具座上组成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
(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.
图4­2­11
(2)本实验的步骤有：
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时还应注意单缝、双缝应________________________且________.
(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4­2­12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为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx＝________mm.
图4­2­12
(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.
【解析】 (1)由左至右依次放置白色光源C、滤光片E、单缝D、双缝B、毛玻璃屏A.
(2)单缝、双缝应相互平行并跟遮光筒轴线垂直.
(3)甲的示数为2.320 mm，乙的示数为13.870 mm，则Δx＝eq \f(13.870－2.320,5) mm＝2.310 mm.
(4)由Δx＝eq \f(l,d)λ得
λ＝eq \f(d,l)Δx＝eq \f(2.0×10－4,0.700)×2.310×10－3 m＝
6.60×10－7 m＝660 nm.
【答案】 (1)E、D、B (2)相互平行 与遮光筒轴线垂直 (3)13.870 2.310 (4)eq \f(d,l)Δx 660