- 实验:用双逢干涉测量光的波长
- 共638题
《用双缝干涉测光的波长》的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1),并选用缝间距d=0.2mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后,接通电源使光源正常工作。
(1)利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法, 其中正确的是__________。
A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
E.去掉滤光片后,干涉现象消失
(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示,图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图2(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示,此时图3(b)中游标尺上的读数x2= __________;
(3)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹间的距离= __________mm;这种色光的波长
= __________nm。
正确答案
(1)ABD
(2)15.02
(3)2.31,6.6×102
在观察光的干涉现象的实验中,将两片刀片合在一起,在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝;按如图所示的方法,让激光束通过自制的双缝。
(1)保持缝到光屏的距离不变,换用不同间隙的双缝,双缝的间隙越小,屏上明暗相间的条纹间距________(选填:“越大”或“越小”);
(2)保持双缝的间隙不变,光屏到缝的距离越大,屏上明暗相间的条纹间距________(选填:“越大”或“越小”);
(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下,用不同颜色的光做实验,发现用蓝色光做实验在屏上得到的明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(选填:“大”或“小”);
(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹,试运用波动理论对亮条纹的形成予以解释。
正确答案
(1)越大
(2)越大
(3)小
(4)同一色光透过双缝的光形成相干光源,在光屏相遇,有的区域光振动加强,有的区域光振动减弱,光振动加强区域呈现亮条纹
如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中:
(1)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)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,并测出光波波长,这时可以去掉的部件是___________(填数字代号)。
(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮纹,手轮的示数如图乙所示;继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮纹,手轮的示数如图丙所示,则条纹的间距是___________mm。(保留3位有效数字)
(4)如果已经测得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是1 m,则待测光的波长是___________m。(结果保留3位有效数字)
正确答案
(1)滤光片,单缝,双缝
(2)②③
(3)1.55
(4)4.65×10-7
(选修模块3-4)
(1)图甲是一列简谐波某时刻的波动图象,图乙为该波源的振动图象.根据图示信息可知该波的波速是______
(2)下列说法中正确的是______.
A.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
B.通过测量星球上某些元素发出光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以判断出星球是靠近还是远离我们
C.光导纤维有很多的用途,它由内芯和外套两层组成,外套的折射率比内芯要大
D.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变窄
(3)如图丙所示,己知平行玻璃砖的折射率n=,厚度为d.入射光线AO以入射角i=60°射到玻璃砖的上表面,经玻璃砖折射从下表面射出,出射光线与入射光线平行,求两平行光线间距离.(结果可用根式表示)
正确答案
(1)从图象中可知,波长λ=0.4m,周期T=0.02s,则波速v==
m/s=20m/s.
(2)A、根据光速不变原理知,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.故A正确.
B、通过测量星球上某些元素发出光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以判断出星球是靠近还是远离我们.故B正确.
C、光在内芯中不停地发生全反射,所以内芯的折射率大于外套的折射率.故C错误.
D、根据△x=λ知,红光的波长大于绿光波长,则干涉条纹间距变宽.故D错误.
故选AB.
(3)∵n=
∴r=30°
光路图如右图所示
∴L1==
d
∴L2=L1sin30°=d.
故答案为:(1)20m/s (2)AB (3)d.
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)本实验的步骤有:
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(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______________________ 和______________________。
(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,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数_____________mm,求得相邻亮纹的间距Δx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,由计算式λ=_____________,求得所测红光波长为_____________nm。
正确答案
(1)EDB
(2)单缝和双缝间距5cm~10cm,使单缝与双缝相互平行
(3)13.870,2.310
(4),6.6×103
(1)如图是用双缝干涉测量单色光的______的实验装置.实验前先取下双缝,打开光源,调节光源的高度和角度,然后放好单缝和双缝,使单缝和双缝______.
(2)在某次实验中,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的表达式为λ=______(用物理量l、d、n、x1、x2表示).
正确答案
(1)该装置是利用双缝干涉测量单色光的波长,实验前先取下双缝,打开光源,调节光源的高度和角度,然后放好单缝和双缝,使单缝和双缝平行.
(2)相邻条纹的间距△x=,根据△x=
λ,解得:λ=
=
.
故答案为:(1)波长,平行;(2)
在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中,某同学釆用双测量红光的波长,实验仪器包括以下元件:A.白炽灯 B.单缝 C.毛玻璃屏 D.双缝 E遮光筒 F.红色滤光片 G凸透镜(其中双缝和光屏连在遮光筒上)
(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A______
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮编纹对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时卡尺位置如图甲所示,其读数为______ mm,继续转动测量头,使分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐,此时卡尺位置如图乙所示,其读数为______mm.
(3)若已知双缝间距为0.2mm,测得双缝到屏的距离为56.0cm,则所测红光波长为______结果保留三位有效数字)
正确答案
(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有可以放上凸透镜、滤光片、单缝,再让单色的线光源照射双缝在光屏上产生干涉条纹,所以后面是双缝、遮光筒、毛玻璃屏.所以顺序为AGFBDEC.
(2)甲图游标卡尺读数为:19mm+0.1×8mm=19.8mm.乙图游标卡尺读数为:30mm+0.1×3mm=30.3mm.
(3)△x==
mm=1.75mm
根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ,
λ==
m=6.25×10-7m.
故答案为:(1)GFBDEC (2)19.8,30.3 (3)6.25×10-7m.
(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,装置如图1所示,③和④为两带狭缝光阑,其中③为___________(填:“单缝”或“双缝”)光阑,它的作用是______________________。
(2)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2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3所示。则图2示数为___________mm,条纹间距为___________mm。
(3)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
(1)单缝,获得线光源
(2)0.642,1.890
(3)B
在“用双缝干涉测光的波长”实验中:(1)装置如图,①②③④⑤是器材编号,能够增大光屏上相邻亮纹之间距离的操作是______.
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
(2)实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(图a),螺旋测微器的读数为0.4790cm.,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(图b),螺旋测微器的读数如图c所示,己知双缝间距离为0.2mm,从双缝到屏的距离为0.75m.则图c中螺旋测微器的读数为______mm,所测光波的波长为______nm.
正确答案
(1)根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ,知若要增大光屏上相邻亮纹之间距离,可以增大入射光的波长或减小双缝的间距或增大双缝到光屏的距离.绿光的波长比红光的波长短.故B正确,A、C、D错误.
(2)螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm,可动刻度读数为37.0×0.01=0.370mm,两个读数相加为13.870mm.
根据公式△x=λ,4.790△x=
mm=2.27mm,d=0.2mm,L=0.75m,所以λ=605nm.
故答案为:(1)B,(2)13.870,605.
一课外活动实验小组利用如下器材测定某细金属丝的直径:一段细金属丝,两块表面光滑的玻璃板A、B,一束波长为λ的单色平行光,一台读数显微镜,一把刻度尺。
实验原理和部分实验步骤如下:
I.将玻璃板A放在水平桌面上,玻璃板B置于玻璃板A上,用金属丝将B板的一端垫起,且使金属丝与两玻璃板的交线平行,两玻璃板之间形成一个倾角θ很小的楔形空气薄层,其截面图如图所示;
Ⅱ.用已知波长为λ的单色平行光从B板的上方垂直于B板照射,得到稳定的干涉图样,由光的干涉知识可知相邻两明条纹之间的距离为;
Ⅲ.利用读数显微镜测出Ⅳ条明条纹间的距离为a。
(1)为测出细金属丝的直径D,还需要测量的物理量是______。
(2)用A、N、a和第(1)问中测得的物理量表示细金属丝的直径D=___。
正确答案
(1)细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离L
(2)
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