2020-2021学年4 实验：用双缝干涉测量光的波长当堂检测题

13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 同步练习6（人教版选修3-4）

1．某同学在做双缝干涉实验时，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不一致，相差较大

B．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度

C．单缝与双缝不平行

D．光源发出的光太强

解析：选AC.安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不能太暗，据上述分析可知选项A、C正确．

2．某同学在实验中，用一束阳光照射单缝，在光屏上没有观察到干涉条纹，移去双缝屏，屏上出现一条较窄的光斑，分析实验失败的原因，最大的可能性是(　　)

A．单缝的宽度太宽　　　　　　 B．双缝间的距离太小

C．双缝到单缝的距离不相等   D．阳光不能作光源

解析：选A.在双缝干涉实验中，在双缝间距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，干涉条纹间距跟光波的波长成正比，Δx＝λ，双缝间距离d越小，相邻两亮纹中心间距Δx越大，干涉条纹越清晰，故B错；由以上分析，双缝到单缝距离不相等时，屏上仍会出现干涉条纹，故C错；阳光为白光，其干涉条纹是明暗相间的彩色条纹，故最大可能性是单缝太宽，使从同一位置通过单缝的光的频率不相等，不能发生干涉．

3．(2011年高考北京理综卷)如图13－4－6所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(　　)

图13－4－6

A．增大S1与S2的间距

B．减小双缝屏到光屏的距离

C．将绿光换为红光

D．将绿光换为紫光

解析：选C.由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ可知：增大S1与S2的间距d，Δx将减小，A项错误；减小双缝屏到光屏的距离l，Δx将减小，B项错误；红光波长大于绿光，λ变大，Δx将变大，C项正确；紫光波长小于绿光，λ变小，Δx将变小，D项错误．

4.

图13－4－7

双缝干涉实验装置如图13－4－7所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是(　　)

A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹

B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化

C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹

D．若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化

解析：选ACD.双缝干涉发生后，并不只是在光屏上有干涉图样，而是在双缝右侧的三维空间、只要通过双缝后的两列光波相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰．A条纹间距变宽，C、D条纹间距不变．故A、C、D正确．

5．利用如图13－4－8所示的装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：

图13－4－8

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

E．去掉滤光片后，干涉现象消失

其中正确的是________________．

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

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，要把它们放在如图13－4－9所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长．

图13－4－9

(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)本实验的实验步骤有：

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______________和________________．

(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13－4－10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，记下此时如图乙中手轮上的示数为______ mm，求得相邻亮纹的间距Δx为______mm.

图13－4－10

(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________nm

解析：(1)双缝干涉仪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、屏，因此应填：E、D、B.

(2)单缝与双缝的间距为5 ～10 cm，使单缝与双缝相互平行．

(3)甲图的读数为2.320 mm，乙图的读数为13.870 mm，Δx＝ mm＝2.310 mm.

(4)由Δx＝λ可得：λ＝Δx

可求出λ＝×2.310×106 nm＝6.6×102 nm.

答案：(1)E、D、B　(2)单缝和双缝间距5～10 cm　使单缝与双缝相互平行　(3)13.870　2.310　(4)Δx

6．6×102