1、- 1 -实验:用双缝干涉测量光的波长(40 分钟)1.下图是用双缝干涉仪测光的波长的实验装置示意图:(1)图中是光源,是光屏,它们之间的依次是 、 和 。 (2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( )A.增大和之间的距离B.增大和之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离解析：(1)题图实验设备中依次是滤光片、单缝、双缝。(2)由公式 x= 知,在 一定的情况下,要使 x 增大,必须增大 l 或者减小 d 或者改ld用波长更长的单色光,所以选项 B 正确。答案：(1)见解析： (2)B2.某次实验中测得第一级亮条纹和第三级亮条纹相距 4.010-2 m,若
2、双缝间距为 0.1 mm,双缝到屏的距离为 l=4.0 m,则光波的波长为( )A.8.010-8 m B.5.010-7 mC.1.510-8 m D.1.610-8 m解析：条纹间距 x= m=2.010-2 m,由 x= ,可得 = =5.010-7 an-1=4.010-22 ld d xlm。答案：B3.(1)如图所示,在用双缝干涉测光的波长实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、 、 、 、遮光筒、光屏。 (2)已知双缝到光屏之间的距离 l=500 mm,双缝之间的距离 d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离 s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先
3、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所示。则入射光的波长 = m(结果保留两位有效数字)。 - 2 -(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改进办法有 。 A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光B.增大双缝间距C.增大双缝到单缝的距离D.增大双缝到屏的距离解析：(1)由题图可知,是滤光片,是单缝,是双缝。(2)由 x= 可得ld= xdl=d(x2-x1)7l= m510-4(15.710-3-11.110-3)70.5=6.610-7 m。(3)由 x= 可知,要使 x 增大,可改用波长较长的光
4、(如红光)作为入射光,可减小双ld缝间距,可增大双缝到屏的距离,故选项 A、D 正确,选项 B、C 错误。答案：(1)滤光片 单缝 双缝 (2)6.610-7 (3)AD4.频率为 61014 Hz 的激光从 S1和 S2投射到屏上,若屏上的点 P 到 S1与到 S2的路程差为310-6 m,那么点 P 处是亮条纹还是暗条纹?设 O 为到 S1和 S2的路程相等的点,则 PO 间有几条暗条纹、几条亮条纹?(不含 O、 P 两点处)解析：单色光的波长 = m=510-7 m,路程差为 r=310-6 cf=310861014m, =12,即路程差是半波长的偶数倍, P 点出现亮条纹,而 O 点处
5、为中央亮条纹,所 r 2 =310-65210-7以,在 PO 间有 5 条亮条纹、6 条暗条纹。答案：亮条纹 6 条暗条纹、5 条亮条纹5. 导学号 73884116 某同学设计了一个测定激光的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进入一个一端装有双缝、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,图乙中的黑点代表亮点的中心位置。- 3 -(1)通过测量相邻两点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为 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,则激光的波长 = 。 该同学测得 l=1.000 0 m、缝间距 a=0.2
6、20 mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的亮点的距离时,尺与亮点的中心位置如图乙所示。(图中黑点表示亮点的中心)图乙中第 1 到第 4 个光点的距离是 mm。 实验中激光的波长 = m。(保留两位有效数字) (2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将 。 解析：(1)由 x= 可得 = x ,将 d=a, x=b 代入可得 = ;题图乙中游标卡尺是 10ld dl abl个等分刻度,精确度为 0.1 mm,读数为 8 mm+0.15 mm=8.5 mm;故 b= mm=2.83 mm,8.53所以 = m=6.210-7 m。abl=0.22010-32.8310-31.0
7、00 0(2)将红激光换成蓝激光后波长变短,由 x= 可知,屏上相邻两光点间的距离 x 将变ld小。答案：(1) 8.5 6.210-7 (2)变小abl6. 导学号 73884117 现有毛玻璃屏 A、双缝 B、白光光源 C、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。(1)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,表示各光学元件的字母排列顺序应为 C, ,A。 (2)本实验的步骤:取下遮光筒左侧的元件,调节光源亮度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮。按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的
8、中心位于遮光筒的轴线上。用刻度尺测量双缝到屏的距离。用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤中还应注意 和 。 (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第 1 条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第 6 条亮条纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数 mm,求得相邻亮条纹的间距 x 为 mm。 (4)已知双缝间距 d 为 2.010-4 m,测得双缝到屏的距离 l 为 0.700 m,由计算式 = ,求得所测红光波长为 mm。 解析：(1)易知为 E,D,B。(2)单缝和双缝的间距为 510 cm,单缝和双缝应互相平行。- 4 -(3)按螺旋测微器的读数方法知,题图乙示数应是 13.870 mm。相邻亮条纹的间距 x= =2.310 mm。x6-1(4)= =6.610-4 mm。d xl答案：(1) E,D,B (2)单缝和双缝间距 510 cm 使单缝与双缝相互平行 (3)13.870 2.310 (4) x 6.610-4dl
