高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册5 实验：用双缝干涉测量光的波长精品课时作业

课时把关练

第5节 实验：用双缝干涉测量光的波长

1.[多选]某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，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.单缝与双缝不平行

D.光源发出的光束太强

2. [多选]在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图所示)，下列说法正确的是(　　)

A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

B.测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐

C.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝

D.某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝光作为入射光

3. [多选]关于“用双缝干涉测量光的波长”的实验，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：在视野中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，且红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大

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

4.利用如图所示的实验装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的有________．

A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝

B.将滤光片由紫色换成红色，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.测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大

5. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，一同学经调节后使单缝与双缝在竖直方向相互平行。若该同学先后分别用间距d1=

0.20 mm和d2=0.25 mm的双缝来完成实验，其他条件不变，你认为观察到的单色光的干涉条纹是下面哪些图像？其中对应双缝间距d1的是下面哪个图像？

6. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，某同学对实验装置进行调节并观察实验现象。

（1）图（a）（b）是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是　　　　。

（2）下述现象中，能观察到的是　　　　。

A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽

B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

D.去掉滤光片后，干涉现象消失

7.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排列顺序应为C，　　　，　　　，　　　，A。

（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用测微目镜（其读数方法同螺旋测微器）测量数条明纹间的距离。

在操作步骤②时，还应注意　　　　和　　　　。为了增加屏上相邻明纹（暗纹）间的距离，可采取　　　　或　　　　的方法。

（3）将测微目镜的分划板中心刻线与某条明纹中心对齐，将该明纹定为第1条明纹，此时手轮上的示数如图（a）所示。然后同方向转动测微目镜，使分划板中心刻线与第6条明纹中心对齐，记下此时图（b）中手轮上的示数为　　　　mm，求得相邻明纹的间距Δx为　　　　mm。

（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，由计算式λ=　　　　，可以求得所测红光波长为　　　　nm。

8. (1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，备有下列仪器：

A．白炽灯  B．双缝  C．单缝   D．滤光片

E．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所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．

 (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

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第5节 实验：用双缝干涉测量光的波长

参考答案

1.AC   2.BC   3.ACD   4.AB

5.（1）（a）　（2）AC

解析：（1）双缝干涉条纹的特点是相邻亮条纹间距相等，（a）是干涉图样。

（2）A对：据Δx=λ知，当λ增大时，Δx变大，条纹间距变宽。

B错：Δx=λ，Δy与单缝和双缝之间的距离无关。

C对：Δx=λ，d增大，Δx变窄。

D错：去掉滤光片后，光源发出白光，通过双缝依然可以发生干涉现象。

6. 解：由于单色光的干涉条纹与单缝和双缝都平行，应沿竖直方向。

由于Δx=λ，d1<d2，间距d1的双缝对应条纹间距宽，应该是图像（c）。

7.（1）E　D　B　（2）单缝和双缝间距为 5~10 cm　单缝和双缝平行　增大光屏到双缝的距离　减小双缝间距离　（3）3.810　0.290　（4）　82.9

解析:（1）在光具座上依次放置白光光源C、透红光的滤光片E、单缝D、双缝B、毛玻璃屏A，故顺序应为CEDBA。

（2）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，且使单缝和双缝间距为5~10 cm，并且使单缝和双缝相互平行，为了增加屏上相邻明纹（暗纹）间的距离，根据公式Δx=λ，可采用增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离的方法。

（3）（b）中手轮上的示数为3.5 mm+31.0×0.01 mm=3.810 mm，

（a）中手轮上的示数为2 mm+36.0×0.01 mm=2.360 mm，

则相邻明纹的间距Δx= mm=0.290 mm。

（4）根据公式Δx=λ得λ=·Δx，

代入数据得λ=≈8.29×10-8 m=82.9 nm。

点评：掌握“用双缝干涉测光的波长”的实验步骤和实验原理，以及掌握螺旋测微器的读数方法。

8．(1)ADCBE　(2)6.4×10－7　(3)AB

解析:(2)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1×0.1 mm＝0.1 mm，

读数为x1＝11 mm＋0.1 mm＝11.1 mm，

同理B位置读数为x2＝15.6 mm，

则条纹间距Δx＝≈0.64 mm，

则λ＝Δx＝6.4×10－7m.

(3)由Δx＝λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光、增大双缝到屏的距离或减小双缝间距，故A、B正确．