高考物理一轮复习课时检测七十九用双缝干涉测光的波长含解析新人教版

用双缝干涉测光的波长

1．研究双缝干涉现象时，如图1所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹的中心A，游标卡尺示数如图2所示，其读数为________mm。如图3所示，使分划板的中心刻线对准另一条亮条纹中心B，读出游标卡尺的读数为27.6 mm。已知双缝与光屏间距为0.6 m，所用双缝间距0.2 mm，则所测单色光波长为________m(结果保留两位有效数字)。

解析：游标卡尺读数：1.9 cm＋0.1 mm×5＝19.5 mm；

条纹间距：Δx＝ mm＝2.025 mm；

根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，

解得λ＝＝ m≈6.8×10－7 m。

答案：19.5　6.8×10－7

2．(多选)用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，调整实验装置使屏上可以接收到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是(　　)

A．若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大

B．若将光屏向右平移一小段距离，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大

C．若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大

D．若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大

E．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条明条纹间距为Δx＝

解析：选BCD　根据双缝干涉的间距公式Δx＝，Δx由双缝的距离d，双缝到光屏的距离l和入射光的波长λ共同决定，而将滤光片向右平移，条纹间距不变，故A错误；将光屏向右平移一小段距离，即l增大，可知Δx增大，B正确；将双缝间的距离d减小，由Δx＝知Δx增大，C正确；将滤光片由绿色换成红色，可知波长变大，则光屏上的两个相邻暗纹间的距离增大，D正确；n条亮纹之间有n－1个间距，则相邻亮条纹的间距为Δx＝，故E错误。

3．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，所用装置如图所示。双缝间的距离d＝3 mm。

(1)若测定红光的波长，应选用________色滤光片。

(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.7 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示，则可求出红光的波长λ＝________m(结果保留一位有效数字)。

解析：(1)若测红光波长，则应选红色滤光片，因为红色滤光片只能透过红光。

(2)由题图甲、乙可知，第1、5条亮条纹间距Δs＝0.575 mm，所以相邻两条亮条纹的间距为Δx＝＝ mm≈0.144 mm，根据Δx＝λ，解得λ＝＝ m≈6×10－7 m。

答案：(1)红　(2)6×10－7

4．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

(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，正确的是________。

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

(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为________mm。

(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，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。

解析：(1)为了获得清晰的干涉条纹，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，A正确；干涉条纹与双缝平行，B错误；由干涉条纹的间距Δx＝λ可知，干涉条纹的间距与单缝宽度无关，与光的波长有关，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)条纹与分划板中心刻线不平行时，有Δx实＝Δx测cos θ，θ为条纹与分划板中心刻线间的夹角，故Δx实<Δx测。

答案：(1)AD　(2)0.700　(3)大于

5．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，需要把它们放在如图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。

(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及排列顺序应为C、________、A。

(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是选项图中的________。

(3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将________(均填“变宽”“变窄”或“不变”)。

(4)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时手轮上的示数，如图乙所示，为________mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为________mm。

(5)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，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________mm。(保留两位有效数字)

解析：(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，所以各光学元件的字母排列顺序应为C、E、D、B、A。

(2)将激光束照在双缝上，将出现双缝干涉现象，而双缝干涉图像的中间是亮条纹，两侧是亮暗相间的等间距的干涉条纹，故A正确，B、C、D错误。

(3)根据双缝干涉条纹间距Δx＝λ可知，l不变，d减小时，条纹宽度变宽；d不变，l减小时，条纹宽度变窄。

(4)题图乙固定刻度读数为13.5 mm，可动刻度读数为37.0×0.01 mm＝0.370 mm，两者相加为13.870 mm。题图甲固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为32.0×0.01 mm＝0.320 mm，两者相加为2.320 mm，所以相邻亮条纹的间距Δx＝ mm＝2.310 mm。

(5)根据Δx＝λ，得λ＝Δx，代入数据得λ＝m＝6.6×10－7 m＝6.6×10－4 mm。

答案：(1)E、D、B　(2)A　(3)变宽　变窄　(4)13.870　2.310　(5)Δx　6.6×10－4