实验15 用双缝干涉测量光的波长押题专练高考物理一轮复习精品资料解析.docx

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实验15用双缝干涉测量光的波长押题专练高考物理一轮复习精品资料解析

2019年高考物理一轮复习精品

实验十五用双缝干涉测量光的波长

1．用图2－4－6所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是（　　）

图2－4－6

A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源

B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹

C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹

D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等

2．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（　　）

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

解析：

C.两缝透过的红光和绿光不是相干光源，不能发生干涉现象，没有干涉条纹，由于有光到光屏，所以仍有光亮．

3．分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的明条纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则（　　）

A．Δx1＜Δx2

B．Δx1＞Δx2

C．若双缝间距离d减小，而其他条件保持不变，则Δx1增大

D．若双缝间距离d减小，而其他条件保持不变，则Δx1不变

解析：

选BC.由Δx＝

λ可知

相同，λ越大Δx越大；l、λ不变，d减小，Δx增大．

4.如图2－4－7所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动则（　　）

图2－4－7

A．不再产生干涉条纹

B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变

C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移

D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移

解析：

选B.同一单缝S发出的光到两缝S1、S2形成频率相同的相干光源，叠加后仍形成干涉条纹，中央亮纹位置不变，因为该点到两缝距离差为零．

5．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图2－4－8所示．

图2－4－8

（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宽度有关

D．干涉条纹间距与光的波长有关

以上几点中你认为正确的是________．

（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2－4－9所示，该读数为________mm.

图2－4－9　　　　　　图2－4－10

（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2－4－10所示．则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________（填“大于”、“小于”或“等于”）实际值．

解析：

（1）为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行；由Δx＝

λ可知，条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关，所以A、C、D选项正确．

（2）固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为20.2，所以测量结果为0.5mm＋20.2×0.01mm＝0.702mm.

（3）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离．

答案：

（1）ACD　

（2）0.702　（3）大于

6．

（1）备有下列仪器：

A．白炽灯　B．双缝　C．单缝　D．滤光片　E．白色光屏

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＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100mm，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2－4－11所示．则入射光的波长λ＝________m（结果保留两位有效数字）．

图2－4－11

（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

7．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更____________（填长、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离____________（填增大、减小）xk,w

解析：

依据双缝干涉条纹间距规律Δx＝

λ，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，增大双缝与屏之间的距离L.

答案：

长　增大

8．在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距d＝0.2mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．

①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2（a）所示，图2（a）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2（b）中游标尺上的读数x1＝1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3（a）所示，此时图3（b）中游标尺上的读数x2＝________.

②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离Δx＝______mm；这种色光的波长λ＝________nm.

9．在利用双缝干涉测光波波长时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时（如图A所示）将此明纹记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2,3……等明纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图中B、C所示（游标卡尺为10分度），则图B对应的读数为________m，图C对应的读数为________m．用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00cm，由双缝上标示获知双缝间距为0.2mm，则发生干涉的光波波长为________m.

在实验中，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到清晰的明暗相间的条纹，看到的是模糊不清的条纹，造成这种情况的最可能的原因是_______________________________．

答案：

1.94×10－2　2.84×10－2　6.00×10－7　单缝与双缝不平行

10．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：

（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝__________mm，xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm；

（2）波长的表达式λ＝________（用Δx、l、d表示），该单色光的波长λ＝________m；

（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”、“不变”或“变小”）．

解析：

（1）游标卡尺读数时：

一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数都要以mm为单位读取．本题中还要注意主尺上的数字的单位是cm，不是mm.由图可知xA＝11.1mm，xB＝15.6mm，

Δx＝

×（15.6－11.1）mm＝0.75mm.

（2）由Δx＝

λ得

λ＝

Δx＝

×0.75×10－3m

＝6.0×10－7m.

（3）从λ＝

Δx可知，波长越长的光，干涉条纹间距越大．根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长越短，所以干涉条纹间距越小．

答案：

（1）11.1　15.6　0.75

（2）

Δx　6.0×10－7

（3）变小

11.如图所示，在双缝干涉实验中，已知SS1＝SS2，且S1、S2到光屏上P点的路程差Δs＝1.5×10－6m.

（1）当S为λ＝0.6μm的单色光源时，在P点处将形成________条纹．

（2）当S为λ＝0.5μm的单色光源时，在P点处将形成________条纹．（均选填“明”或“暗”）

12．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.25mm，双缝到毛玻璃屏间距离l的大小也由图中毫米刻度尺读出（如戊图所示），实验时先移动测量头（如图甲所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹（如图乙所示），并记下螺旋测微器的读数x1（如图丙所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7（如图丁所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长．

图中双缝的位置l1＝________mm，毛玻璃屏的位置l2＝________mm，螺旋测微器的读数x1＝________mm，螺旋测微器的读数x7＝________mm.请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式________．

l＝l2－l1，Δx＝

，

所以λ＝

.

答案：

100.0　938.0　0.300　14.700　λ＝

13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5甲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．

甲

图5

（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最佳顺序应为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用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹间的距离．

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乙所示．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，记下此时图丙中手轮上的示数为______mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为______mm.

（4）已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.

141）杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，即两列光的________相同．如图6所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在____（选填“A”“B”或“C”）点会出现暗条纹．

图6

（2）在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7m，双缝间的距离d＝1mm，双缝到屏的距离l＝2m．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．

15某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图中游标卡尺的读数，如图7丁所示；双缝到毛玻璃屏间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头（如图甲所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图乙所示），并记下螺旋测微器的读数x1（如图戊所示），然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x2（如图己所示），由以上测量数据求该单色光的波长．（结果保留两位有效数字）

图7

答案　8.0×10－7m

16801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质，1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）．

（1）洛埃镜实验的基本装置如图8所示，S为单色光源，M为平面镜，试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直线发出的光在光屏上相交的区域．

图8

（2）设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹，写出相邻两条亮条纹（或暗条纹）间距离Δx的表达式．

答案　见解析

解析　

（1）如图所示

（2）Δx＝

λ，因为d＝2a，故Δx＝

λ.