高中物理新课标选修3-4习题:13.4实验:用双缝干涉测量光的波长 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/16 12:07:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

13.4 新提升·课时作业 基础达标 1.用单色光做双缝干涉实验,下述说法正确的是( ) A.相邻干涉条纹之间的距离相等 B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍 C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大 D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 l【解析】 因为相邻两条亮线(或暗线)间的距离Δx=λ,其中d为两个缝间的距离,l为缝到屏的dl距离,λ为光波波长,可见相邻干涉条纹之间的距离相等,A正确,B错误.l减小由公式Δx=λ可知d屏上条纹间距减小,C错误.因为λ红>λ蓝,所以Δx红>Δx蓝,故D也错误. 【答案】 A 2.(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,为使光屏上单色光的条纹间距减小,可采取的措施是( ) A.换用缝距大些的双缝片 B.换用缝距小些的双缝片 C.适当调大双缝与屏的距离 D.适当调小双缝与屏的距离 l【解析】 根据公式Δx=λ知可知,增大双缝间距d或减小双缝跟屏的距离l,都会使单色光的d干涉条纹间距Δx减小,故选A、D. 【答案】 AD -23.某次实验中,测得第一条明条纹和第三条明条纹相距4.0×10 m,若双缝间距为0.1 mm,缝到屏的距离为l=4.0 m,则光波的波长为( ) -8-7A.8.0×10 m B.5.0×10 m -8-7C.1.5×10 m D.1.0×10 m -2la2-a14.0×10-2【解析】 根据以式Δx=λ,Δx== m=2.0×10 m.l=4.0 m,d=0.1 mm=dn2-n13-1dΔx-4-710 m,所以有λ==5.0×10 m,故选B. l【答案】 B 4.(多选)如图所示,用波长为λ的单色光做双缝干涉实验时,设两个狭缝S1、S2到屏上某点P的路程差为d,则( ) A.距O点最近的一条暗纹必是d=λ/2 B.对屏上某点d=nλ/2(n为正整数)时,出现暗纹 C.距O点越远的点d越长,就越容易出现暗条纹 D.用各种色光在同一条件下实验,波长越短的色光条纹间距越小 【解析】 当路程差d=nλ(n=0,1,2,3…)时出现亮条纹,路程差d=(2n-1)λ/2(n=1,2,3…)时出现暗条纹,可见,当d=λ/2时,出现暗条纹,所以A项正确.由Δx=lλ/d(式中d为两狭缝间的距离)得,其波长越短,干涉条纹之间的距离越小,故D项正确. 【答案】 AD 5.在双缝干涉实验中,设单缝宽度为h,双缝间距为d,双缝与屏距离为l,当采取下列四组数据中的哪一组时,可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹( ) A.h=1 cm,d=0.1 mm,l=1 m B.h=1 mm,d=0.1 mm,l=10 cm C.h=1 mm,d=10 cm,l=1 m D.h=1 mm,d=0.1 mm,l=1 m l【解析】 根据Δx=λ可以得知,当d较小、l较大时,干涉条件间距明显,由此可以排除B、Cd项;由于干涉光束是同频率的,故光束宽度要小,才能得到同频率的光,则排除A项,故选D项. 【答案】 D 6.某同学设计了一个测定激光波长的实验装置,如图甲所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光射入一个一端装双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,如图乙中的黑点代表亮点的中心位置. (1)这个实验现象说明激光具有________性. (2)通过测量出相邻亮点的距离可算出激光的波长. 据资料介绍:若双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两亮点间的距离为b,ab则测得光的波长λ=.该同学测得L=1.0000 m,缝间距a=0.220 mm,用十分度的游标卡尺测感光片L上亮点的距离时,尺与点的中心位置如图乙所示. 图乙中第1个到第4个亮点的距离是________mm.实验测得激光的波长λ=________m.(保留两位有效数字) (3)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两亮点间的距离将________. 【解析】 (1)这个现象说明激光具有波动性. 8.5(2)由乙图读出第1个到第4个亮点间距离为8.5 mm,故相邻亮点间距离b= mm 4-1ab-7由λ=解得:λ=6.2×10 m. LLλ(3)如果实验时将红激光换成蓝激光,λ变小了,由b=可得,屏上相邻两亮点的间距将变小. a-7【答案】 (1)波动 (2)8.5 6.2×10 m (3)变小 7.在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图): (1)下列说法哪一个是错误的________.(填选项前的字母) A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝 B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐 aC.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δx= n-1(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为________mm. 【解析】 (1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝,A选项不正确.测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐,使得移动过程测出的条纹间距较为准确,B选项正确.测微目镜a移过n条亮纹,则亮条纹间距Δx=,C选项正确,故选A. n-1(2)主尺读数是1.5 mm,螺旋读数是47.0×0.01 mm,因此示数为1.970 mm. 【答案】 (1)A (2)1.970 能力提升 1.(多选)双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝S的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上O点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹.如果将入射的单色绿光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是(已知红光波长大于绿光波长,绿光波长大于蓝光波长)( )