高中物理 13-3.4 光的干涉 实验 用双缝干涉测量光的波长每课一练 新人教版选修3-4

3光的干涉4实验：用双缝干涉测量光的波长(时间：60分钟)知识点基础中档稍难光的干涉现象1、2、4、53、6用双缝干涉实验测光的波长78、9综合提升1011、12知识点一光的干涉现象1．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是 ()．A．明暗相间的条纹 B．彩色条纹C．一片红光 D．晃动的条纹解析两灯泡不是相干光源故现象为C.答案C2．在单色光的双缝干涉实验中 ()．A．两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹B．两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹C．从两个狭缝到达屏上某处的路程差是光波长的整数倍时，出现亮条纹D．从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时，出现暗条纹解析两列光的峰—峰相遇和谷—谷相遇都是亮条纹．从空间中一点到两光源的路程差等于波长的整数倍，该点出现亮条纹；若为半波长的奇数倍，则为暗条纹．答案BC3.图13－3、4－12如图13－3、4－12所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷，在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么 ()．图13－3、4－12A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对解析在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某时刻它可以位于平衡位置(如图中C点)．所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置．对光波而言，该点是完全暗的．答案A4.图13－3、4－13在双缝干涉实验装置中(如图13－3、4－13所示)，双缝距离为d，双缝到像屏的距离为l，调整实验装置，使得屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是 ()．图13－3、4－13A．若将屏向左平移一小段距离，屏上干涉条纹将变得不清楚B．若将屏向右平移一小段距离，屏上干涉条纹仍是清晰的C．若将双缝间距离d减小，像屏上两相邻明条纹间距离变小D．若将双缝间距离d增大，像屏上两相邻明条纹间距离变小解析不管屏向左，向右移少许，l≫d条件仍成立，屏上仍有满足明暗条纹的条件，A错B对；由公式Δx＝eq\f(l,d)λ知C错，D对．答案BD5.图13－3、4－14某同学利用如图13－3、4－14所示器材观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏，当他让一束阳光照射A时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑，分析实验失败的原因，最大的可能是()．图13－3、4－14A．单缝S太窄 B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不等 D．阳光不能作光源解析双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是单缝太宽，得不到线光源．答案B6．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，应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＝1cm，d＝0.1mm，lB．h＝1mm，d＝0.1mm，lC．h＝1mm，d＝10cm，lD．h＝1mm，d＝0.1mm，l解析根据Δx＝eq\f(l,d)λ可以得知，当d较小、l较大时，干涉条纹间距明显，由此可以排除B、C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知识点二用双缝干涉实验测光的波长7．在用双缝干涉测光的波长实验中，为使光屏上相邻的条纹间距增大些，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解析根据相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距表达式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，减小d值和增大l值都能达到增大条纹间距的目的．答案BC8．(·福建卷，19)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图13-3、4-15所示)：图13-3、4-15①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C．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＝a/(n－1)图13-3、4-16②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图13-3、416所示，其示数为________mm.解析①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播，故A错误．因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹中心之间的距离，故B正确．微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差，故C正确．答案为A.②手轮上固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为47.0×0.01mm，结果为1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970答案①A②1.9709．(·江苏高考)如图图13－3、4－1513－3、4－15所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30×10－7图13－3、4－15解析P点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．由于条纹间距Δx＝eq\f(λl,d)(d为两条狭缝间的距离，l为挡板与屏间距离)波长变长，条纹间距变宽．答案暗条纹变宽10．分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，已知λ红＞λ紫，在屏上得到相邻亮条纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则 ()．A．Δx1＜Δx2B．Δx1＞Δx2C．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx增大D．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx不变解析由Δx＝eq\f(l,d)λ，λ红＞λ紫，得Δx红＞Δx紫，选项B正确．当双缝间距d减小，其他条件不变时，条纹间距Δx应增大，故选项C正确．答案BC11．(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＝0.50缝到双缝之间的距离s＝100mm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13－3、4－16所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．图13－3、4－16(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．增大双缝间距解析(1)课本知识，需熟练掌握基础知识．(2)游标卡尺读数精确度为0.1mm，A位置主尺读数为11mm1，读数为x1＝11mm＋1×0.1mm＝11.1mm，同理B位置读数为x2则条纹间距Δx＝eq\f(x2－x1,7)＝0.64mm.利用λ＝eq\f(d,L)Δx＝6.4×10－7m.(3)由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故选项AB正确．答案(1)ADCBE(2)6.4×10－7(3)AB12．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5mm，测得双缝到光屏的距离为1.0m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5mm(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？(2)假如把整个装置放入折射率为eq\f(4,3)的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？解析(1)相邻两条暗条纹间的距离Δx＝eq\f(7.5×10－3,5)m＝1.5×10－3m.根据λ＝eq\f(d,L)Δx得λ＝eq\f(0.5×10－3,1.0)×1.5×10－3m＝7.5×10－7m，由f＝eq\f(c,λ)得此光的频率f＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3.0×108,0.75×10－