2024-2025学年高中物理第四章光4实验：用双缝干涉测量光的波长课时作业含解析新人教版选择性必修第一册

PAGEPAGE5课时作业18试验：用双缝干涉测量光的波长1．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其缘由是不同色光的(D)A．传播速度不同 B．强度不同C．振动方向不同 D．频率不同解析：两侧条纹间距与各色光的波长成正比，不同色光的频率不同、波长不同．这样除中心条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了彩色条纹．2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为(D)A．手电筒射出的光不是单色光B．干涉图样太细小看不清晰C．四周环境的光太强D．这两束光为非相干光源解析：两束光为非相干光源，不满意干涉产生的条件．3．如图所示为试验时间屏上显示的单色光的干涉图样，当测量头的分划板中心刻线从图中a点移到c点时，测量了几条亮条纹间的距离(B)A．1条B．2条C．3条D．4条解析：a点到c点是两条亮纹之间的距离．4．(多选)用波长为λ的单色光照耀单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置，c为中心亮条纹，则(BD)A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ解析：振动一样的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满意Δx＝nλ(n＝0,1,2,3，…)．故B、D正确．5．(多选)利用图示装置探讨双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的是(AB)A．试验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大解析：滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列依次合理，故A正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长λ变长，依据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ知，条纹间距Δx增大，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，由Δx＝eq\f(L,d)λ可知与Δx无关，故干涉条纹间距不变，故C错误；测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，D错误．6．用双缝干涉测光的波长．试验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100mm，双缝与屏的距离L2＝600mm，单缝宽d1＝0.10mm，双缝间距d2＝0.20mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹到中心的距离．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，让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心(如图乙所示)，登记此时手轮上的读数为0.640mm，转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心(如图丙所示)，登记此时手轮上的读数10.295mm.由此可以计算出这次试验中所测得的单色光的波长5.4×10－7m(结果保留两位有效数字)．在本试验中假如增大双缝与屏的距离，则光屏上得到的条纹间距增大(选填“增大”“减小”或“不变”)．解析：图丙中测量头的固定刻度读数为10.0mm，可动刻度读数为0.01×29.5mm＝0.295mm，所以最终读数为(10.0＋0.295)mm＝10.295mm.依据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ得，λ＝eq\f(Δxd,L)＝eq\f(dx2－x1,7－1L)＝eq\f(0.2×10－3×10.295－0.640×10－3,6×600×10－3)m≈5.4×10－7m.若将双缝到屏的距离增大，即L增大，则条纹间距变大．1．双缝干涉试验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)(D)①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹；②在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹；③在距双缝的路程差为neq\f(λ,2)的点形成亮条纹；④在距双缝的路程差为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ的点形成暗条纹．A．①② B．②③C．③④ D．②④解析：在双缝干涉试验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx＝kλ(k＝0,1,2,3，…)，这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3，…)，这点为减弱点，该处出现暗条纹．2．在双缝干涉试验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为(C)A．2.06×10－7mB．2.06×10－4mC．1.68×10－4mD．1.68×10－3m解析：在双缝干涉试验中，相邻明条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离l间的关系为Δx＝eq\f(l,d)λ，则双缝间距d＝eq\f(lλ,Δx)＝eq\f(1.00×589×10－9,0.350×10－2)m≈1.68×10－4m.3．用单色光做双缝干涉试验，下列说法中正确的是(A)A．相邻干涉条纹之间距离相等B．中心亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D．在试验装置不变的状况下，红光的条纹间距小解析：由于干涉条纹间的距离Δx＝eq\f(l,d)λ，相邻干涉条纹之间的距离相等，因为红光的波长较大，所以条纹间距大．双缝与屏之间的距离越大，干涉条纹间的距离越大，故选项A正确，选项B、C、D均错误．4．在双缝干涉试验中，双缝的作用是(B)A．遮住过于剧烈的光B．形成两个振动状况相同的光源C．使白光变成单色光D．使光发生折射解析：干涉现象中，只有频率相同，振动状况相同，相位差恒定的相干光源才能产生干涉条纹，照到双缝的光来自同一光源，所以可形成两个振动状况相同的相干光源，选项B正确．5．如图甲所示为双缝干涉试验的装置示意图，乙图为用绿光进行试验时，在屏上视察到的条纹状况，a为中心条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做试验时视察到的条纹状况，a′为中心亮条纹，则以下说法正确的是(A)A．丙图可能为用红光试验产生的条纹，表明红光波长较长B．丙图可能为用紫光试验产生的条纹，表明紫光波长较长C．丙图可能为用紫光试验产生的条纹，表明紫光波长较短D．丙图可能为用红光试验产生的条纹，表明红光波长较短解析：由公式Δx＝eq\f(l,d)λ知波长越长条纹间距越大，红光波长比紫光大，故选项A正确．6．如图所示的双缝干涉试验，用绿光照耀单缝S时，在光屏P上视察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(C)A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析：由Δx＝eq\f(l,d)λ知，增大S1与S2的间距d或减小双缝屏到光屏的距离l时，条纹间距变小，选项A、B错误；将绿光换为红光，波长变大，条纹间距变大，选项C正确；将绿光换为紫光，波长变小，条纹间距变小，选项D错误．7．用某种单色光做双缝干涉试验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75.0cm，如图(a)所示，试验时先转动如图(b)所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图(c)所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图(e)所示，则游标卡尺上的读数x1＝0.2mm，然后再转动，直到对准第5条明条纹，如图(d)所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图(f)所示，则游标卡尺上的读数x2