- 实验:用双逢干涉测量光的波长
- 共638题
如图,在“观察光的衍射现象”试验中,保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将______(选填“增大”、“减小”或“不变”);该现象表明,光沿直线转播只是一种近似规律,只有在______情况下,光才可以看作是沿直线传播的.
正确答案
减小
光的波长比障碍物小得多
解析
解:保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将减小;该现象表明,光沿直线转播只是一种近似规律,只有在 光的波长比障碍物小得多情况下,光才可以看作是沿直线传播的.
故答案为:减小;光的波长比障碍物小得多.
(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题.
如图1-甲、乙都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是______.将表中的光学元件放在图1-丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长,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,表示各光学元件的排列顺序应为______.(填写元件代号)
(2)已知该装置中第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(图甲),游标卡尺的示数如图(a)所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(图乙),游标卡尺的示数如图(b)所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图(a)中游标卡尺的示数为______mm.所测光波的波长为______m.(波长计算保留两位有效数字)
正确答案
解析
解:①双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度;衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗,且不等间距;根据此特点知甲图是干涉条纹;
②为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝.所以各光学元件的字母排列顺序应为:CEDBA;
③游标卡尺读数=可动刻度读数+游标尺读数;
故xA=11mm+0.4mm×1=11.4mm;
xB=16mm+0.1mm×7=16.7mm;
A与B之间是四个间距,所以相邻亮纹的间距:
△x=m;
根据公式,有:
λ=×10-7m
故答案为:(1)①甲; ②EDBA;(2)11.4; 6.63×10-7
(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______、③_______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏.
(2)已知双缝到光屏之间的距离L=500mm,双缝之间的距离d=0.50mm,单缝到双缝之间的距离s=100mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图2所示.则入射光的波长λ=______m(结果保留两位有效数字).
(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有______.
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光 B.增大双缝间距
C.增大双缝到单缝的距离 D.增大双缝到屏的距离.
正确答案
解析
解:(1)为了获取单色的线光源,光源后面是滤光片、单缝,然后通过双缝在光屏上产生干涉图样,则后面是双缝、遮光筒和光屏.
(2)A位置的读数为11mm+0.1×1mm=11.1mm,B位置的读数为15mm+0.1×5mm=15.5mm,则,
根据得:
m=6.3×10-7m.
(3)根据得,为了增大条纹的间距,可以换用波长较长的入射光,或减小双缝的间距,增大双缝到屏的距离.故选:AD.
故答案为:(1)滤光片、单缝、双缝,(2)6.3×10-7,(3)AD.
用如图1所示的实验装置观察双缝干涉图样,双缝之间的距离是0.3mm,用的是红色滤色片,在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹.
(1)毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直还是平行?______
(2)如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两亮条纹中心的距离______.(填“增大”、“不变”或“减小”)
(3)把红色滤色片换成绿色,相邻两个亮条纹间的距离______.(填“增大”、“不变”或“减小”)
(4)如果把单缝向双缝移近一些,相邻两亮条纹中心的距离______.(填“增大”、“不变”或“减小”)
(5)在某次实验中,双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图,分划板在图2中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为______,B位置的游标卡尺读数为______,单色光的波长为______m.
正确答案
解析
解:(1)发生干涉条纹时毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝平行.
(2)根据知,把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,L增大,则相邻两亮条纹中心的距离增大.
(3)根据知,把红色滤色片换成绿色,波长减小,则相邻两亮条纹中心的距离减小.
(4)单缝与双缝间的距离不影响条纹的间距,所以相邻两亮条纹中心的距离不变.
(5)A位置游标卡尺的主尺读数为11mm,游标读数为0.1×1mm=0.1mm,最终读数为11.1mm.B位置游标卡尺主尺读数为15mm,游标读数为0.1×6mm=0.6mm,最终读数为15.6mm.则相邻两个亮条纹的间距,根据
得,
=6.4×10-7m.
故答案为:(1)平行 (2)增大 (3)减小 (4)不变 (5)11.1mm 15.6mm 6.4×10-7m.
用双缝干涉实验测光的波长,实验装置如图所示.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,且分划板的中心刻线对准亮纹的中心.设分划板的中心刻线对准第1条和第4条亮纹的中心时,对应手轮上的读数分别为x1=2.190mm和 x2=7.868mm.
写出计算波长λ的表达式,λ=______(用符号表示),λ=______ nm.
正确答案
676
解析
解:根据双缝干涉条纹的间距公式为:△x=λ
得:λ==
.
代入数据得:λ=6.76×10-7m=676nm.
故答案为:,676 nm.
如图为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置,已知单缝与双缝间的距离L1=110mm,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.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4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4条时读数x2=______mm
(2)利用上述数据计算波长λ=______nm(保留三位小数)
正确答案
2.190
7.868
676
解析
解:(1)测第一条时固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01×19.0=0.190mm,所以最终读数为2.190mm.
测第二条时固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为0.01×36.8=0.368mm,所以最终读数为7.868mm.
(2)根据双缝干涉条纹的间距公式△x= λ,知:λ=
=
.
代入数据得:λ=676nm.
故答案为:(1)2.190,7.868;(2)676.
如图是双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹间距变大,则可采取的措施为( )
正确答案
解析
解:A、根据双缝干涉条纹间距公式△x=λ得,波长变长,双缝干涉条纹的间距变大.故A正确.
B、频率变高,则波长变小,条纹间距变小.故B错误.
C、增大双缝与光屏间的距离,则间距变大.故C正确.
D、改用间隙更大的双缝,则条纹间距减小.故D错误.
故选:AC.
在“双缝干涉测定光的波长”实验中,已知双缝间距d=0.25mm,双缝到屏的距离L=0.60m.实验测量过程中,分划板中心刻度线分别对齐第1条和第5条亮纹中心时,游标卡尺的示数分别为图甲和图乙所示.请回答下列相关问题:
(1)实验中测量多条干涉条纹之间距离的目的是______;
(2)甲图示数为______mm;乙图示数为______mm;
(3)所测光波的波长为______m(保留两位有效数字).
正确答案
解析
解:(1)实验中测量多条干涉条纹之间距离的目的是:减小测量条纹间距的误差;
(2)由甲图所示游标卡尺可知,其示数x1=9mm+5×0.1mm=9.5mm,由乙图所示游标卡尺可知,其示数为:x5=14mm+6×0.1mm=14.6mm;
(3)相邻亮条纹间的距离:△x==
=1.275mm,
由双缝干涉条纹间距公式:△x=λ可知,波长:λ=
△x=
×1.275×10-3≈5.3×10-7m;
故答案为:(1)减小测量条纹间距的误差;(2)9.5;14.6;(3)5.3×10-7.
用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝到屏幕间的距离L=1.00m,双缝间距离d=0.25mm,实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分化板中央刻线对准最左边的第1条明条纹(如图乙所示),并记下螺旋测微器的读数X1(如图丙所示),然后转动手轮,把分划板中央刻线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数X7(如图丁所示),则X1=______mm,X7=______mm,用以上字母表达计算波长的计算式为λ=______,代值计算得波长约为______nm.
正确答案
解析
解:图丙中螺旋测微器的读数X1=0+0.01×30.0mm=0.300mm,图丁中螺旋测微器的读数为:
X7=14.5mm+0.01×20.2mm=14.702mm.
根据得:
,
代入数据解得:m=600nm.
故答案为:0.300,14.702,,600.
如图(a)所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置,某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图2),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图3中游标卡尺的示数为______mm.图4游标卡尺的示数为______mm.在实验中,所测单色光的波长为______m.在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片,那么在光屏上将______(填“能”或者“不能”)看到明暗相间的条纹
正确答案
11.4
16.7
6.7×10-7
不能
解析
解:游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数;
10分度精确度为0.1mm,图3中游标尺第4刻线与主尺刻线对齐,故读数为:11mm+0.1m×4=11.4mm;
图4中游标尺第7刻线与主尺刻线对齐,故读数为:16mm+0.1m×7=16.7mm;
故条纹间距为:△x==1.325mm;
根据双缝干涉的条纹间距公式△x=λ,
解得:λ==
≈6.7×10-7m
在双缝上各有一个红色和绿色滤光片,因两者的频率不同,则不会出现干涉现象,
故答案为:11.4,16.7,6.7×10-7,不能.
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