高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 用双缝干涉实验测定光的波长课堂检测

第四章光及其应用

第五节　用双缝干涉实验测定光的波长

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.(1)如图所示,在用双缝干涉实验测定光的波长时,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②滤光片、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明条纹A的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准明条纹B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)单缝　双缝　(2)6.6×10-7　(3)AD

解析(1)由题图可知,③是单缝,④是双缝.

(2)由Δx=λ可得

λ=Δx·

 =

 =m

 =6.6×10-7m.

(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.

关键能力提升练

2.(2021江苏吕叔湘中学高二期末)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,甲、乙、丙、丁代表双缝产生的四种干涉图样,回答下列问题:

①如果甲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如果将乙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明条纹中心对齐,将该明条纹定为第1条明条纹,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条明条纹中心对齐,此时手轮上的示数为13.870 mm,求得相邻明条纹的间距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)①丙　②丁　(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;

(2)由于紫光的波长比红光的短,由Δx=λ可知图样为丙,如果将乙图样的双缝距离变小,由Δx=λ可知,条纹间距变大,则图样为丁;

(3)由题意可知Δx=mm=2.310mm;

(4)由Δx=λ可得λ=Δx,可求出λ=×2.310mm=6.6×10-4mm.

3.(2021山东高二期末)用双缝干涉实验测定光的波长时,实验装置如图甲所示.

甲

(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:

A.单缝和双缝要平行放置

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

以上几点中,正确的是　　　　　. 

(2)当测量头中的分划板中心刻度对准某条纹的中心时,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度线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示,则测量值　　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值. 

答案(1)AD　(2)0.702(0.701~0.704均算对)　(3)大于

解析(1)实验中,单缝和双缝要平行放置,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,干涉条纹疏密程度与双缝间距、光的波长有关,故C错误,D正确.

(2)螺旋测微器的读数为0.5mm+0.01×20.2mm=0.702mm.

(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,则条纹间距测量值偏大,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ,待测光的波长测量值偏大.