《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题含答案1.docx
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《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题含答案1
《实验:
用双缝干涉测量光的波长》测试题(含答案)
(1)
一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
1.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,现要利用这套装置来测量某种单色光的波长。
(1)装置示意图中有三个电学元件的名称空缺,关于它们的说法正确的是_____。
A.①是双缝,③是滤光片
B.②是双缝,③是单缝
C.②是单缝,③是双缝
(2)用20分度的游标卡尺测量双缝间距如图乙所示,双缝间距d=_____mm。
(3)图丙为实验得到的干涉条纹,用测量头测出了第1条和第6条亮纹中心间的距离为
,已知双缝到光屏的距离为l,则所测单色光波长的计算式为
_____(用题中所给的字母表示)。
2.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件(其中双缝和光屏连在遮光筒上):
A.白炽灯 B.单缝片 C.光屏 D.双缝 E.滤光片
(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:
________;
(2)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距△x1与绿光的干涉条纹间距△x2相比,△x1________△x2(填“>”、“=”或“<”).若实验中红光的波长为630nm,双缝与屏幕的距离为1.00m,测得第l条到第6条亮条纹中心问的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为________mm.
3.某小组用如图所示装置做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验,为了测量红光的波长,将实验器材按要求安装在光具座上,如图所示。
在实验前该小组已获得的数据有:
双缝间的间距d,双缝到屏的距离l。
(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出N处的实验器材是______,该器材的作用是_________。
(2)如果把毛玻璃屏向远离N的方向移动,相邻两个暗条纹的中心间距将______(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)经测量,红光干涉相邻两个亮条纹的中心间距为
,请写出能够反映红光波长大小的表达式
______(用题给字母表示)。
(4)如果把红色滤光片换成绿色,相邻两个亮条纹的中心间距将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
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.实验小组利用图甲所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。
(1)关于该实验,下列说法中正确的有___________。
A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B.实验时,单缝与双缝应该相互垂直
C.实验时,屏上的干涉条纹与双缝相互垂直
D.将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽
(2)实验中,分划板中心刻度对齐某条纹中心时,手轮上的读数如图乙所示,其值为___________mm。
(3)实验中测量多条干涉条纹宽度的目的是___________;若测量过程中误将6个条纹间距数成7个,波长的测量值将___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
6.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)。
7.“用双缝干涉测光波长”实验中,实验装置如图甲所示:
为了观察红光的干涉图样,现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E、红色滤光片F等光学元件,
(1)为了保证实验能正常进行,需要依次放置光学元件,那么从左往右,表示各光学元件字母的正确排列顺序为:
C、D、____、A.
(2)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示,若要使两者对齐,该同学应如何调节:
___
A.仅左右转动透镜
B.仅调节拨杆
C.仅旋转双缝
D.仅旋转测量头
(3)为了使测得单色光的条纹间距增大,在其它条件不变情况下,以下做法合适的是__
A.增大单缝与双缝间距
B.增大双缝与毛玻璃屏间距
C.增大两双缝间距离
D.增强光源亮度
8.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图),单缝保持竖直方向,并选用缝间距为d的双缝屏。
从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。
接通电源使光源正常工作。
(1)组装仪器时,单缝和双缝的空间关系应该为____________。
A.a代表单缝,b代表双缝
B.a代表双缝,b代表单缝
C.二者相互平行放置
D.二者相互垂直放置
(2)将红色滤光片改为绿色滤光片,其他实验条件不变,在目镜中仍可看见清晰的条纹,则_________。
A.条纹为横条纹
B.条纹为竖条纹
C.与红光相比条纹间距变窄
D.与红光相比条纹间距变宽
(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时,游标尺的读数分别为x1、x2,则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。
(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
【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.C2.05
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为获取单色线光源,光源后面要有滤光片、单缝、双缝,则①是滤光片,②是单缝,③是双缝,故AB错误,C正确。
故选C
(2)
解析:
C2.05
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为获取单色线光源,光源后面要有滤光片、单缝、双缝,则①是滤光片,②是单缝,③是双缝,故AB错误,C正确。
故选C
(2)[2]游标卡尺读数
(3)[3]相邻两亮条纹间距为
,由干涉条纹与波长间的关系可知
得
2.AEBDC>0.3
【解析】
【分析】
(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样;
(2)首先判断红光和绿光的波长关
解析:
AEBDC>0.3
【解析】
【分析】
(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样;
(2)首先判断红光和绿光的波长关系,结合公式
,即可得知红光的干涉条纹间距
与绿光的干涉条纹间距
之间的关系,对题干中的数据先进行单位换算,利用公式
即可计算出双缝间的距离.
【详解】
(1)在光具座上从左向右,应该是光源、滤光片、单缝、双缝、光屏,
故自光源起合理的顺序是:
AEBDC.
(2)红光的波长大于绿光的波长,由公式
,可知红光的干涉条纹间距
与绿光的干涉条纹间距
相比,
>
,因
=630nm=6.3×10-7m,x=10.5mm=1.05×10-2m由公式
得:
=0.3mm
【点睛】
对于该题,要熟练的掌握七种颜色的光之间的频率关系和波长的关系,了解公式
物理量的含义,会应用该公式进行相关的计算和定性的分析,解答问题时,要注意单位的换算.
3.双缝获得相干光变大减小
【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然
解析:
双缝获得相干光变大
减小
【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以N处的实验器材是双缝;双缝的作用是获得相干光源。
(2)[3]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹,由于红光的波长大于蓝光的波长,根据
可知,红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽,所以相邻两个暗条纹的中心间距将变大。
(3)[4]根据公式
解得
(4)[5]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹,由于红光的波长大于绿光的波长,根据
可知,绿光的干涉图样的明暗相间的条纹更窄,所以相邻两个暗条纹的中心间距将减小。
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
【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=0.6mm,所以第一个光点到第四个光点的距离是8.6mm.第1到第4个光点的距离是8.6mm.
相邻光点间的距离是
[3]根据
可知
=6.3ⅹ10-7m
5.AD2.280(2.279~2.282都算对)减小实验误差偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。
【详解】
[1]A.根据双缝干涉实验原理,实验
解析:
AD2.280(2.279~2.282都算对)减小实验误差偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。
【详解】
[1]A.根据双缝干涉实验原理,实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝,故A正确;
B.单缝作用是产生与双缝平行的线状光源,故B错误;
C.干涉条纹与双缝平行,故C错误;
D.入射光波长变长,条纹间距变大,故D正确。
故选AD。
[2]根据螺旋测微仪的读数原则,读数为
2mm+0.01
28.0mm=2.280mm
[3]因单条条纹较窄读数时相对误差大,通过测量多条干涉条纹宽度减小实验误差。
[4]根据双缝干涉实验计算公式
条纹间距为总宽度除以条纹间距数。
若测量过程中误将6个条纹间距数成7个,算得的条纹间距偏小,波长也偏小。
6.868(7.866~7.869)1.893(或1.892)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]图b中螺旋测微器的固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为0.01×3
解析:
868(7.866~7.869)1.893(或1.892)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]图b中螺旋测微器的固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为0.01×36.8mm=0.368mm,则最终读数为
x2=7.5mm+0.368mm=7.868mm(7.866~7.869)
(2)[2]相邻两条亮纹间的距离
(或1.892)
[3]根据双缝干涉条纹的间距公式
解得
7.F、E、BDB
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了获取单色的线光源,光源后面放一个透镜把光会聚(实验过程中可以不加),滤光片、单缝,单缝形成的相干线性光源经过双缝
解析:
F、E、BDB
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了获取单色的线光源,光源后面放一个透镜把光会聚(实验过程中可以不加),滤光片、单缝,单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象,在光屏上可以观察到干涉条纹,因此,由左至右,各光学元件排列顺序应为白光光源C、透镜D、透红光的滤光片F、单缝E、双缝B、毛玻璃屏A,故为F、E、B.
(2)[2]发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,若要使两者对齐,该同学应旋转测量头,故ABC错误,D正确.
(3)[3]依据双缝干涉条纹间距规律:
,要使△x增大,可以增大双缝与毛玻璃屏间距L,或减小两双缝间距离d,还可以增大
,干涉条纹间距与单缝与双缝间距,及光的强度无关,故B正确,ACD错误.
8.ACBCA
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB.双缝的光来自于同一个单缝,因此单缝a距离光源更近,故A正确,B错误;
CD.双缝与单缝应该平行放置,才能观
解析:
ACBC
A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB.双缝的光来自于同一个单缝,因此单缝a距离光源更近,故A正确,B错误;
CD.双缝与单缝应该平行放置,才能观察到双缝干涉实验,故C正确,D错误。
故选AC。
(2)[2]AB.由于单缝保持竖直,条纹的方向与单缝平行,因此条纹竖直,故B正确,A错误;
CD.根据两个相邻的明纹间(或暗纹)间距为
由于绿光的波长比红光的短,因此干涉条纹间距比红光的窄,故C正确,D错误。
故选BC。
(3)[3]由图可知,两个相邻的明纹间(或暗纹)间距为
根据两个相邻的明纹间(或暗纹)间距为
可得波长表达式
(4)[4]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
可知,条纹间距不变,选项A正确,BCD错误。
故选A。
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