实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)

实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)

一、实验：用双缝干涉测量光的波长 实验题

1．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，要把它们放在图1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CE________A．

(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2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，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm．

(3)为了增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，可以________．

A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离

C．将红色滤光片改为绿色滤光片 D．增大双缝之间的距离

2．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示。已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。

(1)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（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）所示的手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm；

(2)波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d表示）；

(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”）；

(4)图为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实

验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹_________

A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小

3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长:

(1)图甲中标示的器材 “A”应为_______;

(2)图乙中测量头的读数为____mm;

(3)下列操作正确的是____。

A．先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头

B．接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压

C．观察到条纹比较模糊,可以调节拨杆进行调整

D．测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合

(4)下列图示中条纹间距表示正确是____。

4．某同学设计一个测定激光波长的实验，装置如甲图所示. 激光器发出的直径很小的红色激光进入一个一端装有双孔、另一端装有感光片的遮光筒，感光片上出现一排等距的亮点.

①这个现象说明激光具有____性.（选填“波动”或“粒子”）.

②通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长.设双孔间距离为a=0.22mm，双孔到感光片的距离为L=1.0000m，用带10分度游标的卡尺测量感光片上的点的距离时，第1个光点到第4个光点的距离如乙图所示，相邻光点间的距离是_____mm.该激光的波长=___m.（保留2位有效数字）

5．(1)如图(a)是小金同学在实验室用红光做“用双缝干涉测量光的波长”实验的器材，观到如图(b)所示的干涉条纹，图中灰色部分表示暗条纹，于是他使分划板中心刻线与暗条纹中心对齐，移动测量头进行测量，下列说法正确的是_______。

A．该同学测条纹间距时必须将分划板中心刻线与亮条纹中心对齐

B．在实验过程中拿掉双缝，将观察不到明暗相间的干涉条纹

C．该干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果

D．若需得到竖直的条纹与分划板刻线平行只需要逆时针转动测量头即可

(2)小金进行必要的实验操作后，得到竖直的条纹与分划板刻线平行。已知测量头是50分度的游标卡尺，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图(a)所示，图(a)中的数字是该同学给各亮纹的编号，此时图(b)中游标尺上的读数1x=_______cm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图(c)所示，此时图(d)中游标尺上的读数2x=_______cm；利用上述测量结果，该同学经计算得该红光的波长=660nm，已知双缝到屏的距离L=700mm，则该同学选用的双缝的缝间距d=___mm（此空计算结果保留两位有效数字）。

6．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如图所示．双缝间的距离d=3 mm．

（1）若测定红光的波长,应选用___色的滤光片．实验时需要测定的物理量有___和____．

（2）若测得双缝与屏之间距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示,观察到第5条亮纹的位置如图(b)所示．则可求出红光的波长λ=____m．(保留一位有效数字)

7．(1)如图1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光源、滤光片、________（填写相应的器材）、双缝、遮光筒、光屏。某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是_________。

A．换用紫色的滤光片

B．换用红色的滤光片

C．使光源离双缝距离近一些

D．使光屏离双缝距离远一些

(2)选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离为L。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11.16mmx；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2x______________；

②观察图2、图3，21xx为__________个暗条纹的宽度。

③在已知条纹间距为x，双缝间距d，像屏与双缝屏间的距离为L的情况下，这种色光的波长_____________（用所给字母表示）。

8．用双缝干涉测光的波长。实验装置如图a所示，已知单缝与双缝的距离为L1，双缝与屏的距离为L2，单缝宽为d1，双缝间距为d2。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。

（1）分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时示数为x1=2.190mm，对准第4条亮纹的中心时手轮上的读数如图b所示，则此时读数x2=______mm。

（2）相邻两条亮纹间的距离公△x=_____mm，入射光的波长为=_______（用题中的母表示）。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、实验：用双缝干涉测量光的波长 实验题

1．DB； 13.870； 2.310； B

【解析】

(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D、双缝B；

(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻

解析：DB； 13.870； 2.310； B

【解析】

(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D、双缝B；

(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.0×0.01mm，两者相加为13.870mm

同理：图2的读数为：2.320mm

所以13.8702.3202.3105xmmmm；

(3) 依据双缝干涉条纹间距规律Lxd可知：

A项：x 与单缝和双缝间的距离无关，故增大单缝与双缝之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故A错误；

B项：增大双缝与光屏之间的距离L，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故B正确；

C项：绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误；

D项：增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故D错误．

点晴：为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．

2．870 2.310 变小 A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]．图甲读数2mm+0.01mm×32.0=2.320mm；

图乙读数13.5mm+0.

解析：870 2.310 dxL 变小 A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]．图甲读数2mm+0.01mm×32.0=2.320mm；

图乙读数13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm；

则条纹间距

13.8702.320mm=2.310mm61x

(2)[3]．根据Lxd 可得波长的表达式

=dxL

(3)[4]．若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，由Lxd可知，得到的干涉条纹间距将变小；

(4)[5]．若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，由Lxd可知，条纹间距不变，选项A正确，BCD错误。

故选A。

3．红光滤色片(写滤光片也对) (10.34~10.40) mm ABC C

【解析】

【详解】

(1)[1].图甲中标示的器材 “A”应为红光滤色片；

(2)[2].图乙中测

解析：红光滤色片(写滤光片也对) (10.34~10.40) mm ABC C

【解析】

【详解】

(1)[1].图甲中标示的器材 “A”应为红光滤色片；

(2)[2].图乙中测量头的读数为：10mm+18×0.02mm=10.36mm;

(3)[3].A. 根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头，故A正确；

B.若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压，故B正确；

C.观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C正确；

D.测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合，故D错误．

(4)[4].干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故图C是正确的，图ABD错误．

4．波动性 2.87mm

【解析】

【详解】

①[1]这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性;

②[2] 主尺读数为8mm，游标读数为0.1×6=0

解析：波动性 2.87mm 76.310m

【解析】

【详解】

①[1]这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性;