2020高考物理復習 金版教程 實驗十五 用雙縫干涉測量光的波長練習

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1、限時規(guī)范特訓 (時間：45分鐘　分值：100分) 1. [2020·上海高考]聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為 (　　) A．聲波是縱波，光波是橫波 B．聲波振幅大，光波振幅小 C．聲波波長較長，光波波長很短 D．聲波波速較小，光波波速很大 解析：障礙物與波長相差不多時，波的衍射現(xiàn)象最明顯，對于一般的建筑物來說，它的尺寸與聲波的波長接近，所以聲波能繞過建筑物．光波的波長遠小于一般的建筑物的尺寸，很難發(fā)生衍射現(xiàn)象，所以，光波不容易繞過它． 答案：C 2. 如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學元件依次為①光源、②_____

2、_____、③__________、④__________、⑤遮光筒、⑥光屏．對于某種單色光，為增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取__________或__________的方法． 解析：做該實驗時用單色光，應(yīng)特別注意，②是濾光片，其他依次是單縫屏、雙縫屏、遮光筒和毛玻璃屏．由條紋間距公式Δx＝λ可知，要增大相鄰條紋間距，應(yīng)該增大雙縫屏到光屏的距離或者減小兩縫間距離． 答案：濾光片　單縫屏　雙縫屏　增大雙縫屏到光屏的距離　減小雙縫屏兩縫間距離 3. [拓展探究題]利用雙縫干涉測定光的波長實驗中，雙縫間距d＝0.4 mm，雙縫到光屏間的距離L＝0.5 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉

3、條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則： (1)分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)分別為xA＝__________mm，xB＝__________mm，相鄰兩條紋間距Δx＝__________mm； (2)波長的表達式λ＝__________(用Δx、L、d表示)，該單色光的波長λ＝__________m； (3)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將__________(填“變大”、“不變”或“變小”)． 解析：(1)游標卡尺讀數(shù)時一是注意精確度，二是注意主尺讀數(shù)應(yīng)為游標尺零刻度線所對主尺位置的讀數(shù)；三要注意單位，無論是主尺讀數(shù)還是游標尺

4、讀數(shù)要以mm為單位讀?。绢}中還要注意主尺上的數(shù)字的單位是cm，不是mm.由題圖可知xA＝11.1 mm，xB＝15.6 mm， Δx＝×(15.6－11.1) mm＝0.75 mm. (2)由Δx＝λ得λ＝Δx＝×0.75×10－3 m＝6.0×10－7 m. (3)從Δx＝λ可知，波長越長的光，干涉條紋間距越大．根據(jù)頻率、光速與波長的關(guān)系可知，頻率越高的光，波長越短，所以干涉條紋間距越?。? 答案：(1)11.1　15.6　0.75 (2)Δx　6.0×10－7　(3)變小 4. [2020·吉林市高三測試]在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實驗中： (1)將激光束照在如圖乙所示的雙縫上

5、，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的________． (2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上均選填“變寬”、“變窄”或“不變”)． 解析：(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A圖正確；(2)根據(jù)Δx＝λ知，雙縫間的距離d減小時，條紋間距變寬；當雙縫到屏的距離L減小時，條紋間距變窄． 答案：(1)A (2)變寬 變窄 5. 在利用雙縫干涉測量光波波長時，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使單

6、縫和雙縫豎直并且互相平行，當屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測量頭上的游標卡尺去測量，轉(zhuǎn)動手輪，移動分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對齊時(如圖A所示)將此明紋記為1，然后再轉(zhuǎn)動手輪，分劃板中心刻線向右移動，依次經(jīng)過2、3…明紋，最終與明紋6中心對齊，分劃板中心刻線與明紋1和明紋6對齊時游標卡尺示數(shù)分別如圖中B、C所示(游標卡尺為10分度)，則圖B對應(yīng)的讀數(shù)為__________m，圖C對應(yīng)的讀數(shù)為__________m.用刻度尺量得雙縫到屏的距離為60.00 cm，由雙縫上標示獲知雙縫間距為0.2 mm，則發(fā)生干涉的光波波長為__________m. 在實驗中，若經(jīng)粗調(diào)后透過測量頭上的目鏡

7、觀察，看不到明暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū)，造成這種情況的最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 解析：圖B對應(yīng)讀數(shù)為1.94×10－2 m 圖C對應(yīng)讀數(shù)為2.84×10－2 m 根據(jù)公式Δx＝λ λ＝＝ m ＝6.00×10－7 m 若粗調(diào)后看不到干涉條紋，只看到一片亮區(qū)，最可能的原因是單縫與雙縫不平行． 答案：

8、1.94×10－2　2.84×10－2　6.00×10－7 單縫與雙縫不平行 6. 用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗，已知使用的雙縫間的距離d＝0.1 mm，雙縫到屏的距離L＝6.0 m，測得屏上干涉條紋中亮紋的間距是3.8 cm，氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長λ是多少？假如把整個裝置放入折射率是4/3的水中，這時屏上的條紋間距是多少？ 解析：由條紋間距Δx、雙縫間距d、雙縫到屏的距離L及波長λ的關(guān)系，可測光波的波長，同理知道水的折射率，可知該波在水中的波長，然后由Δx、d、L、λ的關(guān)系，可計算條紋間距． 由Δx＝λ，可以得出紅光的波長為 λ＝Δx＝ m＝6.3×10－7 m 激光器發(fā)出的紅光的波長是6.3×10－7 m. 如果整個裝置放入水中，激光器發(fā)出的紅光在水中的波長為 λ′＝＝ m＝4.7×10－7 m 這時屏上條紋的間距是 Δx′＝λ′＝ m＝2.8×10－2 m. 答案：6.3×10－7 m　2.8×10－2 m