实验：用双逢干涉测量光的波长_章节学习

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题型：多选题

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多选题

下列说法正确的是（　　）

A光的偏振现象说明光是横波

B变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场

C列车水平高速运行，根据狭义相对论，地面上的人看到列车比静止时变短且矮

D光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大

正确答案

A,B

解析

解：A、只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振说明光是横波，故A正确；

B、变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，这是麦克斯韦电磁场理论的两条基本假设，故B正确；

C、根据狭义相对论，列车水平高速运行，根据狭义相对论，地面上的人看到列车比静止时变短，但高度不变，故C错误；

D、根据双缝干涉中条纹间距公式：，仅将入射光从红光改为紫光，波长减小，相邻亮条纹间距一定减小，故D错误；

故选AB．

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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，准备了下列仪器：

A．白炽灯 B．双窄缝片 C．单窄缝片 D．滤光片 E．毛玻璃光屏

（1）把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是（填字母）______．

（2）在某次实验中，甩某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示．其中表示a纹位置（图甲）的手轮读数为______mm，c纹位置（图乙）的手轮读数为______mm．

（3）如果上述实验中双缝与光屏间距为0.500m，所用的双窄缝片是相距0.18mm规格的双窄缝片，则实验中所用单色光的波长为______μm．（结果保留3位有效数字）

正确答案

解析

解：（1）双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝．故自光源起合理的顺序是ADCBE．

（2）图甲中螺旋测微器固定刻度为1.5mm，可动刻度为0.01×29.0mm=0.290mm，最终读数为x1=1.5mm+0.290mm=1.790mm．

图乙中的螺旋测微器固定刻度为4.5mm，可动刻度读数为0.01×44.0=0.440mm，最终读数为x2=4.5mm+0.440mm=4.940mm．

（3）干涉条纹的间距△x=，

根据双缝干涉条纹的间距公式△x=得=5.67×10-7m=5.67×10-1μm．

故答案为：（1）ADCBE；（2）1.790，4.940；（3）5.67×10-1

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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”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图）．从仪器注明的规格可知，双缝屏上的双缝间距d=0.3mm，像屏与双缝屏间的距离l=1.2m．在像屏上用测量头测出，第1个亮条纹到第10个亮条纹的中心间距a=22.78mm．求：

（1）相邻两个亮条纹问的距离△x；

（2）这种单色光的波长λ．（最后结果保留两位有效数字）

正确答案

解析

解：（1）相邻两个亮条纹间的距离△

（2）由△则光的波长λ=△x=×2.5×10-3=6.3×10-7m．

故答案为：（1）2.5×10-3；6.3×10-7．

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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d、x1、x2等符号表示）．

正确答案

2.191

7.869

解析

解：（1）测第1条时固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×19.1=0.191mm，

所以最终读数为2.191mm．

测第4条时固定刻度读数为7.5mm，可动刻度读数为0.01×36.9=0.369mm，所以最终读数为7.869mm．

（2）根据双缝干涉条纹的间距公式△x=，知λ==．

故答案为：（1）2.191，7.869；（2）

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题型：简答题

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简答题

（1）如图1所示，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①光源、②滤光片、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取______或______的方法．

（2）如图2所示，某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（图a），游标卡尺的示数为0.03cm，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时（图b），游标卡尺的示数如图c所示，已知双缝间距离为0.2mm，从双缝到屏的距离为0.75m．则图c中游标卡尺的示数为______cm，所测光波的波长为______nm．

正确答案

解析

解：（1）首先需要获取单色光，所以在光源后面需要有滤光片，然后要获取线光源，后面需要有单缝，要进行双缝干涉实验，所以在单缝后面是双缝．

根据△x=λ知，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离．

（2）图c中游标尺的主尺读数为9mm，游标读数为0.1×4mm=0.4mm，所以最终读数为9.4mm=0.94cm．

相邻干涉条纹的间距△x=cm=0.2275cm．

根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得，λ===6.07×10-7m=607nm．

故答案为：（1）单缝、双缝，增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离；

（2）0.94，607．

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题型：简答题

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简答题

如图所示利用激光完成“双缝干涉”实验，双缝的作用是______，观察到的现象是______．

正确答案

解析

解：发生干涉的两光需频率相同，则双缝的作用是形成相干光源，干涉现象是等间距的明暗相间的条纹．

故答案为：形成相干光源，等间距的明暗相间的条纹

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题型：单选题

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单选题

（选修3-4模块）下列说法正确的是（　　）

A太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的衍射的结果

B在双缝干涉实验中可以通过减小双缝到屏的距离来增大条纹间距

C使高频电磁波的振幅或频率随要传播信号的强弱而改变的技术叫解调

Dγ射线是波长最短的电磁波，具有很高的能量，可用来治疗某些癌症

正确答案

D

解析

解：A、太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散的结果，故A错误；

B、根据双缝干涉条纹间距公式，可以通过增加双缝到屏的距离来增大条纹间距，故错误；

C、使高频电磁波的振幅或频率随要传播信号的强弱而改变的技术叫调制，故C错误；

D、在电场波谱中，γ射线是波长最短的电磁波，具有很高的能量，可用来治疗某些癌症，故D正确；

故选D．

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题型：填空题

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填空题

（1）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读下手轮的读数（如图1所示）．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读下手轮的读数（如图2所示）．则：条纹的间距是______mm；

（2）如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是1m，则待测光的波长是______m （取三位有效数字）．

正确答案

1.610

4.83×10-7

解析

解：（1）图1螺旋测微器的读数为0mm+0.01×4.5mm=0.045mm．图2螺旋测微器读数为14.5mm+0.01×3.5mm=14.535mm．

第一个是0.045mm，第二个是14.535mm，它们的差值是14.490mm，

中间跨越了10-1=9个条纹间距，所以条纹间距是：△x==1.610mm

（2）根据条纹间距公式变形得：λ=△x=×1.160×10-3m=4.83×10-7m

故答案为：（1）1.610mm；（2）4.83×10-7m．

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题型：简答题

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简答题

某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，分划板中心刻度线对齐第1条纹中心时，游标卡尺的刻度如图1所示，此时的读数x1=______mm，分划板中心刻度线对齐第5条纹中心时，游标卡尺的刻度如图2所示，此时的读数x5=______mm．已知双缝间距d=0.5mm，从双缝到屏的距离L=1m，则用x1、x5、d、L计算波长的公式是λ=______，求得的光波波长为______nm．

正确答案

解析

解：图1游标卡尺的读数为11mm+0.05×8mm=11.40mm，图2游标卡尺读数为16mm+0.05×16mm=16.80mm，

相邻条纹的间距，根据得，=，代入数据解得λ=675nm．

故答案为：11.40，16.80，，675

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题型：简答题

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简答题

利用双缝干涉测量光的波长的实验，试证明相邻亮条间距的表达式：△x=λ．

正确答案

解析

证明：做出双缝干涉的图象如图：

设双缝之间的距离是d，O点处为中央亮条纹，P处为第一条亮条纹，设AB之间的距离是d，双缝到屏的距离为L，则根据亮条纹的条件可知，A到O的距离与B到O的距离相等，所以O点是亮条纹，同时：

又：；

联立得：

证毕．

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