- 用双缝干涉测光的波长
- 共626题
某同学设计了一个测定激光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.
(1)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,若双缝的缝间距离为a,则双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为b,则光的波长v=1m/s.该同学测的L=1.0000m,双缝间距a=0.220mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点间距时,尺与点的中心位置如图乙所示.图乙中第一个光点到第四个光点的距离是______mm.实验中激光的波长λ=______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______.(变大、变小、不变)
正确答案
解析
解:(1)主尺读数为8mm,游标读数为0.1×5=0.5mm,所以第一个光点到第四个光点的距离是8.5mm.
因为,所以
=
=6.2×10-7m
(2)根据,知波长变短,屏上相邻两光点间的距离将变小.
故本题答案为:(1)8.5; 6.2×10-7;(2)变小.
Ⅰ.图1中为“双棱镜千涉”实验装置,其中s为单色光源,A为一个顶角略小于180°的等腰三角形棱镜,P为光屏.s位于棱镜对称轴上,屏与棱镜底边平行.调节光路,可在屏上观察到干涉条纹.这是由于光源s发出的光经棱镜作用后,相当于在没有棱镜时,两个分别位于图中 sl和s2相干波源所发出的光的叠加.(sl和s2的连线与棱镜底边平行.)
己知s1和s2的位置可由其它实验方法确定,类比“双缝干涉测波长”的实验,可以推测出若要利用“双棱镜千涉”测量光源s 出的单色光的波长时,需要测量的物理量是______、______和______.
Ⅱ.图2中所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E,内阻可忽略不计;滑动变阻器全长为l,重力加速度为g.为理想电压表.当木板上没有放重物时,滑动变阻器的触头位于图l 中a点,此时电压表示数为零.在木板上放置质量为m的重物,滑动变阻器的触头随木板一起下移.由电压表的示数U及其它给定条件,可计算出弹簧的劲度系数k.
(1)写出m、U与k之间所满足的关系式.
(2)己知E=1.50V,l=12.0cm,g=9.80m/s2.测量结果如下表:
①在图中给出的坐标纸上利用表中数据描出m-U直线.
②m-U 直线的斜率为______kg/V;
③弹黄的劲度系数k=______N/m(保留 3 位有效数字).
正确答案
解析
解:Ⅰ、根据双缝干涉条纹的间距公式
,可知要测量单色光的波长,需要测量s1 与 s2 间的距离、s1(或 s2 )与光屏间的距离、干涉条纹间距.
Ⅱ(1)mg=kx
U=E=
所以.
(2)①根据m-U的关系,知m-U成正比,图线如图所示
②通过图线求出斜率为:10.0
③已知=10,所以k=
=1.23×103 N/m.
故答案为:Ⅰ、s1 与 s2 间的距离、s1(或 s2 )与光屏间的距离、干涉条纹间距.Ⅱ(1).(2)如图,10.0,1.23×103.
某同学让激光束通过自制双缝,观察在光屏上形成的双缝干涉条纹.如图所示.关于该同学的操作过程及对应看到的现象,下面几种叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据双缝干涉条纹间距公式,仅将光屏移近双缝,即L减小,光屏上干涉条纹间距△x变小,故A正确;
B、根据双缝干涉条纹间距公式,仅将激光器移近双缝,λ、L、d均不变,故条纹间距不变,故B错误;
C、根据双缝干涉条纹间距公式,换一个两缝之间距离较大的双缝,即d变大,故光屏上干涉条纹间距变小,故C正确;
D、根据双缝干涉条纹间距公式,将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器,即λ减小,故光屏上干涉条纹间距变小,故D错误;
故选AC.
在做利用双缝干涉测定光的波长的实验时,调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心使其均位于遮光筒的中心轴线上,再调至屏上出现了干涉图样后,用直尺量得双缝到屏的距离为80.00cm,由双缝上的标识获知双缝间距为0.200mm,光的波长为6.00×10-7 m.
用测量头上的螺旋测徽器去测量,转动手轮,移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐,如图所示,此时螺旋测微器的读数为______mm,将此时条纹的序号定为1,其右侧的明纹序号依次是为第2条、第3条…,则从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为______mm.
正确答案
解析
解:螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数.螺旋测微器的读数为:0.5+0.01×40.0=0.900mm.
相邻条纹的间距:△x==
=2.4×10-3m,则从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为x=5△x=5×2.4×10-3=12×10-3m=12mm.
故答案为:0.900,12.
在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,测量头如图所示,调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,此时螺旋测微器的读数为______mm.转动手轮,使分划线向一侧移动,到另一条亮条纹的中心位置,由螺旋测微器再读出一读数.若实验测得4条亮条纹中心间的距离△x=0.960mm,已知双缝间距d=1.5mm,双缝到屏的距离L=1.00m,则对应的光波波长为λ=______nm.
正确答案
解析
解:螺旋测微器的固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为0.01×13.0mm=0.130mm,所以最终读数为1.130mm.
根据△x=λ,λ=
=
=4.8×10-7m=480nm.
故答案为:1.130,480.
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