- 用双缝干涉测光的波长
- 共626题
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)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意___________________和___________________。
(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,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,记下此时图中手轮上的示数________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为_______mm。
(4)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,由计算式λ=________,求得所测红光波长为__________nm。
正确答案
(1)E D B(2)单缝和双缝间距5cm~10cm,使单缝与双缝相互平行(3)13.870 2.310(4),6.6×102
试题分析:(1))为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝.
(2)在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间距5cm~10cm,使单缝与双缝相互平行,使一个线光源变为频率相等的两个线光源.
(3)螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm,可动刻度读数为37.0×0.01mm,两者相加为13.870mm. 图2的读数为:2.320mm,所以
根据可得
代入数据,λ=6.6×102nm.
点评:解决本题的关键掌握条纹的间距公式,以及会对螺旋测微器正确读数.
在“测玻璃的折射率”实验中(1)为取得较好的实验效果,下列操作正确的是
(2)某同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,用圆规以O点为圆心,OA为半径画圆,交OO’延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图所示,若他测得AB=7.5cm,CD=5cm,则可求出玻璃的折射率n= 。
(3)有甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖,甲同学所画两界面ab和cd间距与玻璃砖宽度一样,乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确,且均以ab、cd为界面画光路图。则甲、乙、丙三位同学测得的折射率与真实值相比分别是 、 和 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
正确答案
(1)CD(2)1.5(3)不变 不变 偏小
(1)玻璃上下表面不平行也能测出折射率,A错;选择的入射角应尽量大一些,以减小测量误差,B错;(2)折射率1.5(3)如图为在③图中分别作出的实际光路图(图中实线)和以 ab、cd为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图(图中虚线)
比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知:折射角测量值偏大,则折射率偏小; 同理可以画出①②的光路图求解
在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节________和________的中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行.当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺测出n条明纹间距离a,则两条相邻明条纹间的距离Δx=________,双缝到毛玻璃屏的距离L用________测量,用公式________可以测出单色光的波长。
正确答案
光源、滤光片、,毫米刻度尺Δx=
λ
在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节光源和滤光片的中心均位于遮光筒的中心轴线上
用测量头上的游标卡尺测出n条明纹间距离a,则两条相邻明条纹间的距离Δx=
双缝到毛玻璃屏的距离L用毫米刻度测量,用公式Δx=
故答案为:光源、滤光片、,毫米刻度尺Δx=
λ
用某种单色光做双缝干涉实验,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件:A.白炽灯 B.单缝片 C.光屏 D.双缝 E、遮光筒 F、滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)
(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A______(A已写好);
(2)在双缝干涉实验中,滤光片的作用是______,单缝和双缝的作用是提供了______光源.
(3)已知双缝间距离为d,双缝到毛玻璃屏间的距离的大小为L,实验时先移动测量头上的手轮,把分化线对准靠近最左边的一条明条纹(如图1所示),并记下螺旋测微器的读数a1(图中未标出),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数a2=______mm(如图2所示),试由以上测量数据根据式子______(用d,L,a1,a2表示)求出该单色光的波长______.
正确答案
(1)双缝干涉实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以元件安装在光具座正确顺序是AFBDEC.
(2)滤光片的作用是获取单色光.单缝和双缝的作用是提供了干涉光源.
(3)螺旋测微器的固定刻度读数为14.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,最终读数为14.700mm.
根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得,λ=
=
.
故答案为:(1)FBDEC,(2)获取单色光,干涉 (3)14.700 △x=λ
.
如图所示,在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时如图甲,游标卡尺的示数如图丙所示;第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时如图乙,游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距为0.5 mm,从双缝到屏的距离为l.00m,则图丙中游标卡尺的示数为 mm,由图丙、丁游标卡尺的示数可计算出条纹间距△x= mm,进而可求出测光波的波长为 m.(波长值保留三位有效数字)
正确答案
11.4 1.325 6.63×10-7
主尺读数为11mm,游标尺读数为4×0.1mm,读数为11mm+0.4mm=11.4mm,丁图读数为16.7mm,条纹间距为mm,由公式
6.63×10-7 m
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