- 实验:用双逢干涉测量光的波长
- 共638题
用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d的大小恰好是下图中游标卡尺的读数如图丁,双缝到毛玻璃屏间距离l的大小也由图中毫米刻度尺读出,如图丙.实验时先移动测量头如图甲上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条明条纹如图乙所示,并记下螺旋测微器的读数x1如图戊所示,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读数x7如图己所示,由以上测量数据求得该单色光的波长为______.
正确答案
4.3×10-6m
解析
解:双缝的间距d=1mm+0.05×8mm=1.40mm,
螺旋测微器的读数x1=0+0.01×30.0mm=0.300mm,螺旋测微器读数x7=14mm+0.01×20.0mm=14.200mm,则条纹的间距△x=,
双缝到毛玻璃屏间距离L=74.90mm,
根据得,
=
m.
故答案为:4.3×10-6m.
如图所示是双缝干涉实验,使用波长为600nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹,若用波长为400nm的紫光重复上述实验,则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是( )
正确答案
解析
解:P0点到双缝的路程差为0,出现明条纹.用600nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹,则=2,解得△x=λ1=600nm,则
=3,可知P1点是暗条纹.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d=0.25mm,双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由下图中毫米刻度尺读出(如戊图所示),实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示),并记下螺旋测微器的读数x1(如丙图所示),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读数x7(如丁图所示),由以上测量数据可求该单色光的波长.图示中双缝的位置L1=______mm,毛玻璃屏的位置L2=______mm,螺旋测微器的读数x1=______mm,螺旋测微器读数x7=______mm.请用以上测量量的符号表示该单色光波长的表达式λ=______.
正确答案
解析
解:双缝的位置L1=100.0mm,毛玻璃屏的位置L2=938.2mm,
螺旋测微器的固定刻度读数为0.0mm,可动刻度读数为:0.01×30.0mm=0.300mm,
则螺旋测微器的读数为0.0+0.300=0.300mm;
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,
则螺旋测微器的读数为14.5+0.200=14.700mm.
根据△x=λ得:λ=
因为L=L2-L1,△x=,
解得:λ=.
故答案为:100.0,938.2,0.300,14.700,.
在“用双缝干涉测量光的波长”实验中:
(1)以下哪些操作能够增大屏上相邻两条亮纹之间的距离?______
A.将绿色滤光片换为红色滤光片 B.增大双缝之间的距离
C.增大单缝与双缝之间的距离 D.增大双缝与屏之间的距离
(2)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮纹中心,对应的读数是x1=2.190mm,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第5条亮纹中心,对应的读数是x2=7.870mm.则相邻两条亮纹之间的距离是______ mm.
(3)已知双缝间距d=0.2mm,双缝到屏的距离L=lm.则所测光的波长λ=______nm.
正确答案
解析
解:(1)A、根据得,将绿色滤光片换为红色滤光片,波长变大,则相邻条纹间的间距变大.故A正确.
B、根据得,增大双缝之间的距离,相邻条纹间距变小.故B错误.
C、根据得,增大单缝和双缝之间的距离,相邻条纹间距不变.故C错误.
D、根据得,增大双缝与屏之间的距离,则相邻条纹间距变大.故D正确.
故选:AD.
(2)相邻两条亮纹之间的距离:.
(3)根据得:
=2.84×10-7m=284nm.
故答案为:(1)AD;(2)1.420;(3)284.
现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D、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,从左至右,依次放置其他光学元件,表示各光学元件的字母排列顺序为C、______、A.
(2)本实验的步骤有:
①调节单缝与双缝的间距为5cm~10cm,并使单缝与双缝相互平行;
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取下遮光筒右侧的元件,打开光源,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
④用米尺测出双缝到屏的距离;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;
⑤将测得的数据代入公式求出红光的波长.以上步骤合理的顺序是______.(只填步骤代号)
(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2所示;然后同方向转动测量头,使分划板的中心刻线与第5条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图所示.则图2中手轮上的示数是______mm;图3中手轮上的示数是______mm.
(4)已知双缝到屏的距离为0.500m,使用的双缝间距为2.8×10-4m,由此可求得所测红光波长为λ=______m.
正确答案
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)先组装器材,故顺序为:②①③;
测量数据:④;
数据处理:⑤;
故合理的顺序为:②①③④⑤;
(3)图2中螺旋测微器固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为13.0×0.01mm,两者相加为0.630mm.
图3中螺旋测微器固定刻度读数为5.5mm,可动刻度读数为38.0×0.01mm,两者相加为5.880mm.
(4)根据△x=λ,知λ=
•△x,代入数据,λ=6.65×10-7m.
故答案为:(1)E、D、B;(2)②①③④⑤;(3)1.130,5.880;(4)6.65×10-7.
如图1所示,在做《用双缝干涉测量光的波长》的实验时,首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上,若经粗调后透过测量头上的目镜观察,看不到明暗相间的条纹,只看到一片亮区,造成这种情况的最可能的原因______.用直尺量得双缝到屏的距离80.00cm,由双缝上标识获知双缝间距0.200mm,光波波长为6.00×10-7m.若调至屏上出现了干涉图样后,用测量头上的螺旋测微器去测量,转动手轮,移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐,如图2所示,此时螺旋测微器的读数为______mm,此明条纹的序号定为1,其右侧的明纹序号依次为第2、第3、…条明纹.从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为______mm.
正确答案
单缝与双缝不平行
0.900
12.0
解析
解:在光屏上看不到明暗相间的条纹,只看到一片亮区,造成这种情况的最可能的原因是单缝与双缝不平行.
螺旋测微器的读数为0.5+0.01×40.0=0.900mm.
相邻条纹的间距△x=λ=
×6×10-7m=2.4×10-3m,
则从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为x=5△x=12.0×10-3m=12.0mm.
故答案为:单缝与双缝不平行;0.900;12.0.
利用双缝干涉测定光的波长实验中,已知单缝与双缝间的距离L1,双缝与屏的距离L2,双缝间距d.用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图甲所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数如图乙所示,图中A位置的游标卡尺读数为x1=______cm,B位置的游标卡尺读数为x2=______cm;单色光的波长为______.(用上述字母表示.)
正确答案
解析
解:图A游标卡尺的读数为:9mm+0.1×2mm=9.2mm=0.92cm;
图B游标卡尺的读数为:19mm+0.1×0mm=19.0mm=1.90cm.
△x=
根据△x=λ得:λ=
;
故答案为:0.92,1.90,.
在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图1):
(1)下列说法中哪一个是错误的______.(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,应使测量头分划中心刻线与该亮纹的中心对齐.
C.为了减少测量误差,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为△x=.
(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图2所示,其示数为______mm.已知双缝到光屏之间的距离是l,双缝之间的距离是d,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数为x1;然后转动测量头,使分划板中心刻线对准第n条亮纹的中心,这时手轮上的示数为x2.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为λ=______(用物理量l、d、n、x1、x2表示).
(3)某同学在实验过程中发现测量头分划板中心刻线与干涉条纹不平行,下列哪种操作是正确的______
A、转动拨动连杆 B、转动遮光筒 C、转动测量头 D、转动目镜.
正确答案
A
1.970
C
解析
解:(1)A、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△x=.故C正确.
本题选错误的,故选:A.
(2)螺旋测微器固定刻度的读数是1.5mm,可动刻度的读数是:47.0×0.01=0.470mm,螺旋测微器的读数等于:1.5mm+0.470mm=1.970mm.
相邻条纹间距为△x=;
根据双缝干涉的条纹宽度的公式:△x=λ,
这种单色光的波长:λ==
;
(3)首先要明确各器件的作用,拨动拨杆的作用是为了使单缝和双峰平行,获得清晰的干涉图样;
图所示出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行,应调节测量头使干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上,而转动遮光筒,或转动目镜与两者不平行无关,故C正确,ABD错误;
故答案为:(1)A;(2)1.970,; (3)C.
在双缝干涉实验中,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据双缝干涉条纹的间距公式知,入射光波长越长,则干涉条纹间距越大.故A正确,B错误.
C、把入射光有绿光变成紫光,波长变小,根据双缝干涉条纹的间距公式知,干涉条纹间距变小.故C正确.
D、把入射光由绿光变为红光,波长变大,双缝干涉条纹的间距公式知,干涉条纹间距变大.故D错误.
故选:AC.
某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,乙图中的黑点代表亮点的中心位置.
(1)这个现象说明激光具有______性.
(2)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,如果双缝的缝间距离为d,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为x,则光的波长 λ=______.
该同学测得L=1.0000m、d=0.220mm,用带十分度游标的卡尺测感光片的点间距时,尺与点的中心位置如乙图所示.乙图中第1第4个光点的距离是______mm.实验中激光的波长λ=______m,(保留两位有效数字)
(3)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将______.
正确答案
波动
8.5
6.23×10-7
变小
解析
解:(1)这个现象是光的干涉现象.干涉现象是波独有的特征,所以说明激光具有波动性.
(2)双缝的缝间距离为d,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为x,则光的波长
由游标卡尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.5mm.
由题意知:,d=0.22mm,L=1.0000m
所以波长为:=6.23×10-7m.
(3)蓝光波长小于红光波长,由知:变小.
故答案为:(1)波动;(2),8.5;6.23×10-7;(3)变小.
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