人教版(新教材)高中物理选择性必修1课时作业1：4 4 实验：用双缝干涉测量光的波长练习

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE14实验：用双缝干涉测量光的波长1.(2020·厦门外国语学校高二第二学期期中)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图1甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是()图1A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源〖答案〗B〖解析〗改变条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错；减小双缝之间的距离d，B对；换用波长更长，即频率更低的单色光源，D错；改变光源到单缝的距离不会改变Δx，A错．2.(多选)关于“用双缝干涉测量光的波长”的实验，正确的说法是()A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B．观察到的白光的干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数〖答案〗ACD3．如图2所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：图2(1)如果A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)如果将产生B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)如果将产生A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(4)如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适．〖答案〗(1)C(2)D(3)C(4)C〖解析〗(1)光源由红光换成紫光时，λ变小，根据公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，相应Δx也变小，故选C；(2)双缝距离d减小时，Δx变大，故选D；(3)双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx变小，故选C；(4)将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx也减小，故选C.4．(2020·厦门一中高二下学期期中)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图3甲中的A)，游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时(如图丙中的B)，游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d＝0.5mm，双缝到屏的距离l＝1m，则：图3(1)图乙中游标卡尺的示数为________cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为________cm.(3)所测光波的波长为________m(保留两位有效数字)．〖答案〗(1)1.250(2)1.775(3)6.6×10－75．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上，如图4所示，从仪器注明的规格可知，双缝间距d＝0.20mm.现测得屏与双缝间的距离L＝60.0cm.然后，接通电源使光源正常工作．图4(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米(mm)，游标尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，干涉条纹如图5所示，他将分划板上的中心刻线对准a条纹，此时游标卡尺上的读数为x1＝3.60mm；接着再转动手轮，将分划板上的中心刻线对准b条纹，此时游标卡尺上的读数如图6所示，则x2＝________mm.图5图6(2)两个相邻亮条纹(或暗条纹)间距离的表达式为Δx＝________(用x1、x2表示)；这种色光的波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)．利用上述测量结果，代入数据计算可得λ＝________m(保留三位有效数字)．〖答案〗(1)11.60(2)eq\f(x2－x1,4)eq\f(d,l)Δx6.67×10－7〖解析〗(1)游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺读数为0.02mm×6×5＝0.60mm，所以最终读数为x2＝11.60mm.(2)两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx＝eq\f(x2－x1,4)，根据Δx＝eq\f(l,d)λ，得λ＝eq\f(dΔx,l)，代入数据解得λ≈6.67×10－7m.6．如图7甲所示是利用双缝干涉测量某单色光波长的实验装置，测得双缝屏到毛玻璃屏的距离l为0.2m、双缝间的距离d为0.4mm，图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是亮条纹的编号，图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为________mm，图丁是测第4号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为________mm.根据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝________mm，计算波长的数学表达式λ＝________，被测光的波长为________nm.图7〖答案〗0.5101.4850.325eq\f(Δx·d,l)650〖解析〗题图丙是测第1号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为0.5mm＋0.01×1.0mm＝0.510mm；题图丁是测第4号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为1mm＋0.01×48.5mm＝1.485mm；相邻两条亮条纹间的距离Δx＝eq\f(1.485－0.510,3)mm＝0.325mm；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，得λ＝eq\f(Δx·d,l)，代入数据得：λ＝eq\f(0.325×10－3×0.4×10－3,0.2)m＝6.5×10－7m＝650nm.7．(2020·唐山一中高二第二学期期中)在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题：图8(1)如图8(a)、(b)两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________．(2)将下表中的光学元件放在图(c)所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长.元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各学光元件的排列顺序应为________．(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离l＝0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图(d)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图(e)所示，则其示数xA＝________mm；在B位置时游标卡尺如图(f)所示，则相邻两条亮条纹间距Δx＝________