- 用双缝干涉测光的波长
- 共626题
用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为△x.下列说法中正确的有( )
正确答案
解析
解:A、△x与单缝到双缝间的距离无关,故A错误.
B、如果增大双缝之间的距离,使d增大,故△x变小,故B错误.
C、如果增大双缝到光屏之间的距离,L增大,△x将增大,故C正确.
D、若将绿光换成波长更短的蓝光,其他条件不变,△x将减小,故D错误.
故选:C.
在“用双缝干涉测光的波长”实验中,
(1)若干涉图样模糊,中部较亮,上下都很暗,则应如何调整______.
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,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条亮纹中心对齐,记下此时如图14乙中手轮上的示数为______mm,求得相邻亮纹的间距△x为______mm.
(3)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算公式λ=______,求得所测光波长为______nm.
正确答案
解析
解:(1)若干涉图样模糊,中部较亮,上下都很暗,应在双缝前加一个单色光的滤光片;
(2)图甲螺旋测微器的读数为2mm+0.01×32.0mm=2.320mm,乙图螺旋测微器读数为13.5mm+0.01×37.0mm=13.870mm,则相邻条纹的间距.
(3)根据得,
,解得光波波长
m=660nm.
故答案为:(1)在双缝前加一个单色光的滤光片,(2)13.870,2.310,(3),660.
【实验步骤】
(1)将光具座放在水平桌面上,将光源、遮光筒水平安放在光具座上,遮光筒的长度约
______m,调整筒的高度,使光源发出的光能沿遮光筒的______照射到______.
(2)将______、______依次安装在光具座上,调整其高度,使像屏中央出现______色的干涉图样;单、双缝屏之间的距离约______cm比较适宜;为了测量的方便,双缝屏最好处在光具座上刻度尺的______.
(3)将______安装在光源和单缝屏之间,使像屏上能观察到明暗相间的单色干涉图样.
(4)利用测量头测△x,具体操作:使测量头的分划板的中心刻度线对齐______,记下此时手轮的读数,转动测量头的螺旋手轮,使分划板的中心刻度线移动至对齐______,记下此时手轮的读数,______即为这两条干涉条纹之间的距离.
(5)换用双缝S1、S2之间的距离d不同的双缝屏重复第四步的实验测量,并将相关测量数据填入记录表格中,并利用每次测量的结果代人公式:λ=______,算出与滤光片颜色相对应的光波的波长,并求出光的波长的平均值.
(6)换用不同颜色的滤光片,重复第四、五步的实验,可测出不同颜色的光的波长.
【实验数据记录】
【实验结论】在实验误差允许的范围内,对于同一干涉仪,在测同种光的波长时,改变双缝的宽度d,测得光的波长(具体数值由实验数据得出).
【基础知识】
(1)关于本实验的现象,下列说法正确的是______
A.如果没有插滤光片,可以观察到中间是白色,两边是彩色的条纹
B.插上滤光片后,观察到的是明暗相间的条纹
C.换用不同的滤光片时,条纹间距没有变化
D.双缝间隔越大,条纹间距越大
(2)在本实验中,在光源正常发光的情况下,光屏上根本看不到光亮的痕迹,其原因是______
A.没有插滤光片
B.光源高度偏低
C.遮光筒与光源等元件不共轴
D.缝本身的宽度过大
(3)要测单色光的波长需要测得的物理量是______,______,______.其中条纹间距由______测量.
(4)测量头由______、______.______等构成,测量时应使其中心刻线对齐______并计下此时______,转动测量图,使分划板中心刻线对齐______,记下此时手轮上的读数.
(5)实验中为了减少实验误差,可采取的办法是______
A.减少屏到双缝的距离
B.换用不同的滤光片进行多次测量取平均值
C.增大缝的宽度
D.测出多条亮纹之间的距离,再算出相邻条纹间距
(6)在双缝干涉实验中,从中心明条纹向一边数,第三条明条纹在屏上的p处,若从双缝到p的路程差为8.1µm,则所用光的波长为______µm
(7)用红光做乐的双缝干涉实验时,已知双缝间距为0.20×10-3m,测得双缝到屏间的距离为0,700m,分划板中心刻线对齐第一条亮条纹中央时手轮读数为0.52×10-3m,第4条亮条纹所在位置为7.47×10-3m,求此红光的波长.
正确答案
解析
解:(1)遮光筒的长度约1m,调整筒的高度,使光源发出的光能沿遮光筒的轴线照射到光屏上.
(2)将单缝、双缝依次安装在光具座上,调整其高度,使像屏中央出现彩色条纹.单、双缝屏之间的距离约5-10cm比较适宜;为了测量的方便,双缝屏最好处在光具座上刻度尺的整刻度处.
(3)将滤光片安装在光源和单缝屏之间,使像屏上能观察到明暗相间的单色干涉图样.
(4)利用测量头测△x,具体操作:使测量头的分划板的中心刻度线对齐条纹中心,记下此时手轮的读数,转动测量头的螺旋手轮,使分划板的中心刻度线移动至对齐另一条纹中心,记下此时手轮的读数,两读数之差即为这两条干涉条纹之间的距离.
(5)换用双缝S1、S2之间的距离d不同的双缝屏重复第四步的实验测量,并将相关测量数据填入记录表格中,并利用每次测量的结果代入公式:λ=,算出与滤光片颜色相对应的光波的波长,并求出光的波长的平均值.
【基础知识】
(1)A、如果没有插滤光片,各种颜色的光都会发生干涉,在光屏的中央出现白色条纹,两边是彩色条纹,故A正确.
B、插上滤光片后,单色光发生干涉,观察到的是明暗相间的条纹,故B正确.
C.换用不同的滤光片时,光的波长发生变化,根据知,条纹的间距发生变化,故C错误.
D、根据知,双缝间隔越大,条纹间距越小,故D错误.
故选:AB.
(2)在本实验中,在光源正常发光的情况下,光屏上根本看不到光亮的痕迹,其原因是光源的高度偏低,或遮光筒与光源等元件不共轴,没有滤光片仍然可以看到干涉条纹,增大缝的宽度,可能会不产生干涉,但是仍然有光亮.
故选:BC.
(3)根据知,要测单色光的波长需要测得的物理量是双缝间距、双缝到光屏的间距、相邻条纹的间距,其中条纹的间距由测量头测量.
(4)测量头由分划板、目镜、手轮等构成,测量时应使其中心刻线对齐条纹中心并计下此时手轮上的读数,转动测量图,使分划板中心刻线对齐另一条纹中心,记下此时手轮上的读数.
(5)实验中为了减少实验误差,可采取的办法是测出多条亮纹之间的距离,再算出相邻条纹间距.减小双缝到屏的间距、增大缝的宽度不会减小实验的误差,换用不同的滤光片,光的波长不同,不能通过换用不同的滤光片进行多次测量取平均值.
故选:D.
(6)从中心明条纹向一边数,第三条明条纹在屏上的p处,若从双缝到p的路程差为8.1µm,可知路程差是波长的3倍,有:8.1μm=3λ,解得λ=2.7μm.
(7)相邻条纹的间距m,根据
知,
m=6.6×10-7m.
故答案为:【实验步骤】(1)1,轴线,光屏上;(2)单缝,双缝,彩色,5-10,整刻度处;(3)滤光片;(4)分划板,目镜,条纹中心,手轮上的读数,另一条纹中心,两读数之差;(5).
【基础知识】(1)AB;(2)BC;(3)双缝间距,双缝到光屏的间距,相邻条纹的间距,测量头;(4)分划板,目镜,手轮,条纹中心,手轮上的读数,另一条纹中心;(5)D;(6)2.7;(7)6.6×10-7m.
(2015秋•台州校级月考)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、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜.如图1所示.
(1)M、N、P三个光学元件依次为______.
A.滤光片、单缝、双缝 B.单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、双缝、单缝
(2)分划板在图2中A、B位置时游标卡尺读数xA=11.1mm,xB=______mm,相邻两条纹间距△x=______mm.
正确答案
解析
解:(1)为了获取单色的线光源,光源后面应放置滤光片、单缝,单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象,因此,M、N、P三个光学元件依次为:滤光片、单缝、双缝,故选A;
(2)B位置的读数为15mm+0.1×6mm=15.6mm,
则相邻两条纹间距△x==
=0.75mm;
故答案为:(1)A;(2)15.6,0.75.
在双缝干涉实验中,屏上出现的条纹情况是( )
正确答案
解析
解:A、双缝干涉条纹等间距、等宽度、等亮度.故A错误.
B、根据双缝干涉条纹的间距公式知,不同色光,波长不同,则条纹间距不同.故B错误.
C、根据双缝干涉条纹的间距公式知,红光波长长,则条纹间距大.故C正确,D错误.
故选C.
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