高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长作业课件ppt

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1.(2022河南新郑高二期末)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)某同学经过粗略的调试后,出现了干涉图样,但不够清晰,以下调节做法正确的是　　　　。 A.旋转测量头B.移动光源C.拨动金属拨杆
(2)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示,若要使两者对齐,该同学应　 。 A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头
(3)下列选项中,条纹间距表示正确的是　　　　。 
答案 (1)C　(2)D　(3)CE解析 (1)使单缝与双缝相互平行,干涉条纹将更加清晰明亮,因此需要增大条纹的宽度,根据公式Δx= λ可知,增大双缝到屏的距离或减小双缝之间的距离都可以增大条纹间距,所以需要移动金属拨杆,故选C。(2)发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,若要使两者对齐,该同学应调节测量头,分划板竖线随之旋转,可使分划板竖线与亮条纹对齐,故A、B、C错误,D正确。(3)条纹间距指的是相邻两条亮条纹的中心线的距离,或相邻两条暗条纹的中心线的距离,因此C、E正确。
2.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(1)如图1所示,甲、乙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2所示的光具座上组装成“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置,并用此装置测量红光的波长。
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,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3中(a)所示,分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺示数如图3中(b)所示,则其读数为　　　　 mm;在B位置时游标卡尺示数如图3中(c)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。 
答案 (1)甲　(2)EDBA　(3)111.10　6.4×10-7解析 (1)光的干涉条纹是等间距的,故题图1中的干涉图样是甲。(2)根据实验原理可知,图2中的光具座上自左向右放置的光学元件依次为白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、光屏,故顺序为EDBA。
3.(1)如图所示,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。 
(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条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,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,可以采用的改进办法有　　　　。 A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光B.增大双缝间距C.增大双缝到单缝的距离D.增大双缝到屏的距离
答案 (1)滤光片　单缝　双缝　(2)6.6×10-7　(3)AD解析 (1)由题图可知,②是滤光片,③是单缝,④是双缝。
(3)由Δx= λ可知,要使Δx增大,可改用波长较长的光(如红光)作为入射光,可减小双缝间距,可增大双缝到屏的距离,故选项A、D正确,选项B、C错误。
4.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点:A.灯丝和单缝及双缝必须平行放置 B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹疏密程度与双缝间距离有关 D.干涉条纹间距与光的波长有关以上说法正确的是　　　　。 
(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时,手轮上的示数如图乙所示,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,如图丙所示,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。 
答案 (1)ACD　(2)0.702　(3)大于解析 (1)实验中,灯丝和单缝及双缝必须平行放置,故A正确;干涉条纹与双缝平行,故B错误;根据干涉条纹的间距公式Δx= λ知,干涉条纹疏密程度及间距与双缝间距离、波长有关,故C、D正确。(2)读数为0.5 mm+0.01 mm×20.2=0.702 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,条纹间距Δx测量值偏大。
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,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、E、　　、　　、A; 
(2)如图所示,A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样,回答下列问题:
①如果A图样是红光通过双缝产生的,那么换用紫光得到的图样用　　　　　图样表示最合适; ②如果将B图样的双缝距离变小,那么得到的图样用　　　　　图样表示最合适; 
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数为2.320 mm,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,此时手轮上的示数为13.870 mm,求得相邻亮条纹的间距Δx为　　　　　 mm(结果保留三位小数); (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　　　　　 mm(结果保留两位有效数字)。 
答案 (1)D　B　(2)①C　②D　(3)2.310　(4) Δx　6.6×10-4解析 (1)双缝干涉装置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、光屏;
6.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可　　　　　; A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=　　　　　; (3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为　　　　　 nm(结果保留三位有效数字)。