- 实验:用双逢干涉测量光的波长
- 共638题
在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验装置如图所示.
(1)在光具座上放置的光学元件依次为A光源、B______、C______、D调节杆、E______、F遮光筒、G光屏、H放大镜.
(2)用某种单色光照射双缝得到如图所示的干涉条纹,则分划板在图中A、B位置时,游标卡尺读数分别为XA=______mm,XB=______mm,相邻两条纹间距△X=______mm.
(3)如果测量头中的分划板中心划线与干涉条纹不在同方一方向上,如图所示,则在这种情况下波长的测量
值______实际值.(填“大于”、“小于”或“等于”)
正确答案
解析
解:(1)本实验单缝必须形成线光源,h应该在1mm以下,再根据双缝干涉条纹间距公式,d越小,L越大,条纹间距越大,越清晰,
故答案为:波光片、单缝、双缝;
(2)游标卡尺读数将主尺的数与游标尺的数相加即可,不需估读.故xA=11mm+0.1mm=11.1mm;xB=15mm+0.6mm=15.6mm;
△x==0.75mm
(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,条纹间距测量值偏大,根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ,待测光的波长测量值也是偏大.
故答案为:(1)波光片,单缝,双缝;(2)11.1,15.6,0.75;(3)大于.
如图1是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图.
(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、③、④依次是______、______和______.(选填单缝、双缝、滤光片)(每空1分)
(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离:______
A.增大③和④之间的距离
B.增大④和⑤之间的距离
C.将红色滤光片改为绿色滤光片
D.增大双缝之间的距离
(3)在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,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,这时手轮上的示数如图1所示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如图2所示.这两次示数依次为______mm和______mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为______nm.(结果保留3位有效数字)
正确答案
滤光片
单缝
双缝
B
0.641(0.640~0.642)
10.293(10.292~10.294)
536(534~538)
解析
解::(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、③、④依次是滤光片、单缝、双缝.
(2)依据条纹间距公式△x=λ知:
A、△x与单缝和双缝间的距离无关,故增大③和④之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离,故A错误.
B、增大④和⑤之间的距离L,由上式知,可增大相邻两条亮纹之间的距离,故B正确.
C、绿光的波长比红光短,由上知,将红色滤光片改为绿色滤光片,干涉条纹的间距减小,故C错误.
D、增大双缝之间的距离d,干涉条纹的间距减小,故D错误.
故选:B.
(3)第一个螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为0.01×14.1=0.141mm,所以最终读数为0.641mm.
第二个螺旋测微器的固定刻度读数为10.0mm,可动刻度读数为0.01×29.4mm=0.294mm,所以最终读数为10.294mm.
由条纹间距公式△x=λ得:λ=
=
m=536nm
故答案为:(1)滤光片,单缝,双缝; (2)B;(3)0.641,10.293,536 (534~538都对).
利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d=0.5mm,双缝到光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图(a)所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图(b)所示,则计算单色光的波长公式为λ=______(相邻明纹间的距离用△x表示),单色光的波长为______m(计算结果保留三位有效数字).
正确答案
解析
解:图b中上图的读数为1.1mm,下图的读数为5.6mm.
根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得:λ=
.
相邻条纹的间距为:△x=mm=0.643mm
由λ=代入数据得:λ=
m=6.43×10-7m
故答案为:,6.43×10-7.
(1)如图所示,某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心到刻度线对齐A条纹中心时(图a),游标卡尺的示数为O.03cm,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(图b),1O分度游标卡尺的示数如图c所示(游标尺上10个格的总长度为 9mm).已知双缝间距离为0.2mm,从双缝到屏的距离为0.75m.则图c中游标尺的示数为______cm.所测光波的______nm.
(2)在双缝干涉实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法是______
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光 B.增大双缝到屏的距离
C.减少双缝间距 D.增大双缝间距.
正确答案
解析
解:(1)图C游标卡尺的主尺读数为9mm,游标读数为0.1×6mm=0.6mm,则最终读数为9.6mm=0.96cm,
则相邻条纹的间距△x=cm=0.2325cm,
根据△x=λ得,λ=
=
=6.2×10-7m=620nm.
(2)根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ知,增大双缝到屏间的距离,或减小双缝间距,或换波长较长的光照射,可以增大条纹的间距,从而便于测量.故ABC正确,D错误;
故答案为:(1)0.96,620; (2)ABC.
在《用双缝干涉测光的波长》的实验中,装置如图1,双缝间的距离d=3mm
(1)若测定红光的波长,应选用______色的滤光片,实验时需要测定的物理量有:______和______.
(2)若测得双缝与屏之间距离0.70m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察第1条亮纹的位置如图2(a)所示,观察第5条亮纹的位置如图2(b)所示,则可求出红光的波长=______m.(保留一位有效数字)
正确答案
解析
解:(1)若测定红光的波长,就要让红色光通过狭缝,所以应选用红色的滤光片;根据双缝干涉条纹的间距公式的公式可得,需要测量的物理量有:双缝到屏的距离L和n条条纹间距a.
(2)由已知:L=0.70m,由读数得:a1=0.000mm,a5=0.650mm=6.50×10-4m
则有:
得:
故答案为:(1)红、双缝到屏的距离L和n条条纹间距a.(2)红光的波长是7×10-7m.
(多项选择题)双缝干涉实验的装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝S的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹,屏上O点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹.如果将入射光换成其它色光,则下列说法中正确的是:( )
正确答案
解析
解:A、因为O点与双缝间的路程差等于0,知该点出现明条纹.故A正确,B错误.
C、根据双缝干涉条纹的间距公式△x=知,因为红光的波长大于绿光,紫光的波长小于绿光,则红光的条纹间距大于绿光,紫光的条纹的间距小于绿光,所用红光的第
一条亮纹在P点的上方,紫光的第一条亮纹在P点的下方.故C正确,D错误.
故选AC
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,要把它们放在同一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,由左到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应为______.
(2)将测量头的分划板中心刻线与某明条纹中心对齐,将该明条纹记为O条纹,此时手轮上读数如图1所示,读数为______mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第5条明条纹中心对齐,读数如图2所示,则相邻条纹间距为______mm.
正确答案
CEDBA
2.320
2.310
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,然后在后面是双缝、光屏.顺序是:CEDBA.
(2)图1中螺旋测微器的读数为2mm+0.01×32.0mm=2.320mm,图2中螺旋测微器的读数为13.5mm+0.01×37.0mm=13.870mm,
则相邻条纹间距为:.
故答案为:(1)CEDBA,(2)2.320,2.310
用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出明、暗相间的绿条纹,相邻两条绿条纹间的距离为△x.下列说法中正确的有( )
正确答案
解析
解:A、△x与单缝到双缝间的距离无关,故A错误.
B、如果增大双缝之间的距离,使d增大,故△x变小,故B错误.
C、如果增大双缝到光屏之间的距离,L增大,△x将增大,故C正确.
D、△x与缝本身的宽度也无关,故D错误.
故选C.
在“用双缝干涉测光的波长”实验中,
(1)已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,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,这时手轮上的示数如图1所示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第8条亮纹的中心,这时手轮上的示数如图2所示.则图1示数为______mm,条纹间距为______ mm.(此空保留三位有效数字)
(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离______.
A.增大单缝和双缝之间的距离 B.增大双缝和光屏之间的距离
C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离.
正确答案
解析
解:(1)第一个螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为0.01×14.2=0.142mm,所以最终读数为:0.5mm+0.142mm=0.642mm.
第二个螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm,可动刻度读数为0.01×37.0mm=0.370mm,所以最终读数为:
13.5mm+0.370mm=13.870mm.
根据△x=,则有条纹间距△x=
=1.89mm;
(2)根据△x=λ;
A、增大单缝和双缝之间的距离不影响条件间距,故A错误;
B、增大双缝和光屏之间的距离L,可以增加条纹间距,故B正确;
C、将红色滤光片改为绿色滤光片,波长λ减小,则条纹间距减小,C错误;
D、增大双缝之间的距离d,则条纹间距减小,故D错误.
故选:B.
故答案为:(1)0.640~0.643,1.89mm;(2)B.
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,用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)已知双缝间的距离为0.18mm,双缝与屏的距离为500mm,则单色光的波长为______nm.
正确答案
ADCBE
1.790
4.940
567
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=567nm.
故答案为:(1)ADCBE (2)1.790 4.940
(3)567
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