• 实验:用双逢干涉测量光的波长
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题型: 多选题
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多选题

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(  )

A仅将光屏移近双缝,光屏上干涉条纹间距变窄

B仅将激光器移近双缝,光屏上干涉条纹间距变宽

C仅换一个两缝之间距离较大的双缝,光屏上干涉条纹间距变窄

D仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器,光屏上干涉条纹间距变宽

正确答案

A,C

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.

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题型:简答题
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简答题

在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,准备了下列器材:

A.白光光源,B.双缝片,C.单缝片,D.滤光片,E.毛玻璃屏.

实验步骤有:

①取下遮光筒右侧的元件,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用测量头测量数条亮纹间的距离.

(1)把它们安装在光具座上时,合理的顺序依次是AD______E;(填字母即可)

(2)在操作步骤②时还应注意:单双缝间距5-10cm,单缝和双缝互相平行;

(3)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,记录读数:然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐,记下此时示数,求得相邻亮纹的间距△x=1.925mm;

(4)已知双缝间距d=2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离L=0.600m,求得所测单色光波长为______nm.

正确答案

解析

解:要产生单色光,需将白光通过滤光片,再通过单缝形成线光源,最后通过双缝,在光屏上产生干涉条纹.所以器材的合力顺序是ADCBE.

根据得,=642nm.

故答案为:CB,642.

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题型:简答题
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简答题

(1)图甲是用一主尺最小分度为1mm,游标上有20个分度的游标卡尺测量一工件的长度,结果如图所示,可以读出此工件的长度为______m;图乙是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数,此读数为______m.

(2)如图丙所示,在双缝干涉实验中,若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动,则______

A.不再产生干涉条纹

B.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置不变

C.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置略上移

D.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置略下移.

正确答案

解析

解:(1)游标卡尺的读数为102mm+0.05×7mm=102.35mm=0.10235m.

螺旋测微器的读数为:6mm+0.01×49.0mm=6.490mm=6.490×10-3m.

(2)在双缝干涉实验中,若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动,通过双缝S1、S2的光任是相干光,仍可产生干涉条纹,中央亮纹的位置经过s1、s2到s的路程差任等于0.ss1<ss2,ss1+s1p=ss2+s2p那么s1p>s2p,中央亮纹P的位置略向下移.

故D正确,A、B、C错误.

故选D.

故答案为:(1)0.10235m、6.490×10-3m. (2)D.

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题型:简答题
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简答题

(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中:(实验装置如图)

①下列说法哪一个是错误的______.(填选项前的字母)

A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝

B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐

C.为了减小测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距△x=

②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为______mm.

(2)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.

①先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,其示数为______V.

②然后,用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.

(ⅰ)根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路.

(ⅱ)闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的的值.请用表中数据在坐标纸上描点,并作出-图线.

(ⅲ)从图线中可求得E=______V.

正确答案

解析

解:(1)①A、调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝.故A错误.

B、测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐.故B正确.

C、n条亮纹之间有n-1个间距,相邻条纹的间距.故C正确.

本题选错误的,故选A.

②螺旋测微器的读数等于1.5mm+0.01×47.0mm=1.970mm.

(2)①电压表量程为10V,共50格,故读数为9.0V;

②(ⅰ)根据电路图连接实物图,如图所示:

(ⅰⅰ)作出-图线,如图所示:

(ⅰⅰⅰ)根据闭合电路欧姆定律,有:

E=

得到:

图象的纵轴截距表示,故=0.10,解得E=10V

故答案为:

(1)①A;②1.970;

(2)①9.0;

②(ⅰ)如图所示;

(ⅱ)如图所示;

(ⅲ)9.5~11.1.

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题型:简答题
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简答题

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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题型:填空题
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填空题

用双缝干涉测光的波长,已知双缝与屏的距离L=0.700m,双缝间距d=0.200mm.用测量头来测量亮纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图(甲)所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数.

(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第6条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(乙)所示,则对准第1条时读数x1=______mm、对准第6条时读数x2=______mm

(2)写出计算波长λ的表达式,λ=______m.

(3)在屏上观察到了干涉条纹.如果将双缝到屏距离增大,则屏上的干涉条纹的间距将______(变大、不变或变小)

正确答案

1.190

9.869

变大

解析

解:(1)图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为0.01×19.0mm=0.190mm,所以最终读数为1+0.190=1.190mm.

图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为9.5mm,可动刻度读数为0.01×36.9mm=0.369mm,所以最终读数为9.869mm.

(2)根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得,λ==

(3)间距公式△x=λ,将双缝到屏距离增大,即L增大,则条纹间距变大.

故答案为:(1)1.190,9.869;(2);(3)变大.

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题型:填空题
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填空题

现有毛玻璃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1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放在光具座的最左端,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)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的轴线把屏照亮;

②按合理的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轴线上;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时还应注意单缝和双缝间的距离约为5cm~10cm 和______

(3)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2所示,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹的中心对齐此时如图3所示轮上的示数为______ mm,求得相邻亮纹的间距△x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,求得所测红光波长为______nm.

正确答案

E、D、B

使单缝与双缝相互平行

13.870

2.310

6.6×102

解析

解:(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△x==2.310 mm.  

(4)根据△x=λ,知λ=,代入数据,λ=6.6×102nm.

故答案为:

(1)E、D、B;

(2)使单缝与双缝相互平行;

(3)13.870,2.310;

(4)6.6×102

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题型: 单选题
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单选题

下列说法正确的是(  )

A一用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

B光导纤维内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射

C超过极限频率的入射光频率越高,对同一金属所产生的光电子的最大初动能越大

D在研究双缝干涉现象的实验装置中,仅将屏移近双缝,则干涉条纹间距变宽

正确答案

C

解析

解:A、一用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象.故A错误.

B、光传播时在内芯与外套的界面发生全反射,从全反射的条件知,光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率.故B错误.

C、根据光电效应方程EKm=hv-W0知,入射光的频率越高,光电子的最大初动能越大.故C正确.

D、根据双缝干涉条纹的间距公式知,将屏移近双缝,L减小,则干涉条纹的间距变窄.故D错误.

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

(单选)在杨氏双缝干涉实验中,如果单色光源S从如图所示的中轴位置沿垂直于SO的方向向上移动一段微小的距离,则相邻明条纹间的间距如何变化?中心干涉条纹向何方向移动?(  )

A相邻明条纹间的间距不变,中心干涉条纹向上移动

B相邻明条纹间的间距变大,中心干涉条纹向下移动

C相邻明条纹间的间距不变,中心干涉条纹向下移动

D相邻明条纹间的间距变小,中心干涉条纹向上移动

正确答案

C

解析

解:在双缝干涉实验中,若把单色光源S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动,通过双缝S1、S2的光仍然是相干光,仍可产生干涉条纹,中央亮纹的位置经过s1、s2到s的路程差仍然等于0.

由于s′s1>s′s2,中央亮纹P的位置略向下移.

根据公式,条纹间距不变.

故选:C

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题型:填空题
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填空题

用双缝干涉测光的波长.实验装置如图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm.用测量头来测量亮纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图(乙)所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数.

(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=______mm、对准第4条时读数x2=______mm

(2)写出计算波长λ的表达式,λ=______(用符号表示),λ=______nm

正确答案

2.190

7.868

676

解析

解:(1)图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01×19.0mm=0.190mm,则最终读数为:x1=2mm+0.190mm=2.190mm.

对准第4条时读数x2=7.5mm+0.368mm=7.868mm

由题得:相邻亮纹的间距△x===1.893mm,

(2)根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得:λ=

L=L2

计算波长λ的表达式 λ==

由题意有:L2=700mm=0.7m,d2=0.25mm=2.5×10-4,△x=1.893mm=1.893×10-3m

代入上式得:λ=m=6.76×10-7m=676nm

故答案为:2.190,7.868,,676.

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