- 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．实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L，双缝间距d．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=______（允许误差）、对准第4条时读数x2=______mm（允许误差）
（2）写出计算波长λ的表达式，λ=______（用x1、x2、L、d表示，不用计算）．
（3）在屏上观察到了干涉条纹．如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变______；（选大或小）
正确答案
（1）图丙中固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×19.0=0.190mm，所以最终读数为2.190mm．
对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm，可动读数为0.01×36.9=0.369mm，所以最终读数为7.869mm．
（2）根据△x=
（3）根据△x=
故答案为：（1）2.190mm7.869；
（2）
（3）小．
（6分）现在用“测定玻璃的折射率”实验中的仪器来测定光在玻璃中的传播速度。实验中可提供的器材有：矩形玻璃砖、四枚大头针、木板、白纸、复写纸、图钉、刻度尺、游标卡尺、圆规。请完成以下填空和作图：
（1）从上述器材中选出实验所需的器材： 。
（2）作出相应的光路图。
（3）若已知真空中的光速为c，测得玻璃的折射率为n，则光在玻璃中的传播速率
正确答案
（1）矩形玻璃砖、四枚大头针；木板、白纸、图钉；刻度尺、圆规 2分
（2）
（3）
（1）矩形玻璃砖、四枚大头针；木板、白纸、图钉；刻度尺、圆规 2分
（2）
（3）
本题考查利用穿过平行玻璃砖的光路图计算折射率，P3挡住P1P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，由v=c/n可求出传播速度
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右图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右图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在“用双缝干涉测光的波长”实验中，①是光源，②是滤光片，③是单缝．单缝的作用是为了获取线光源．
②图2螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×14.2mm=0.142mm，最终读数为0.642mm．
图3螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为0.01×37.0=0.370mm，最终读数为13.870mm．
条纹间距△x=
③根据△x=
故答案为：①单缝，获得线光源 ②0.642 1.890 ③B
如图所示，某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜ABC，在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4和三棱镜的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°，则：
（1）请做出光路图；（2）透光物质的折射率n = 。
正确答案
（1）按照要求作出光路图如下：
（2）
试题分析：（1）光线垂直AC入射，方向不偏折，打到BC面时与BC面夹角30°，反射到AB面，与AB面夹角45°出射，如图所示：
（2）结合光路图，有几何关系可知，光线在AB面折射时，有
在“用双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图甲所示．转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图乙所示．已知双缝间距d=1.5mm，双缝到屏的距离L=1.00m，则被测光波的波长为______．
正确答案
图甲读数为1.130mm，图乙读数为1.760mm．
则得，亮条纹间距△x=
由公式△x=
λ=
故答案为：3.15×10-7m．
如图所示，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．对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离，可采取________或________的方法．
正确答案
滤光片 单缝屏 双缝屏 减小双缝间距 加长遮光筒
根据双缝干涉实验装置可知，②为滤光片，③为单缝屏，④为双缝屏；由公式Δx＝
（1）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是( )
（2）图1所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的光学面面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图2所示。计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。
正确答案
（1）C （2） d e
试题分析：（1）若P1、P2的距离较大时，仍然能通过玻璃砖看到像，A错误，实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；也不能太大（接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像，B错误，为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，以减小确定光路方向时出现的误差。C正确，根据光路的可逆性，无论P1、P2连线与法线NN′夹角多大，都不会发生全反射，D错误
故选C
（2）连接dc,ec，并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点和出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d点时，折射角大，折射率小，对应两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行时，ec连线与入射光平行，误差小
点评：解决本题的关键掌握实验的原理，根据实验原理分析误差．
在做利用双缝干涉测定光的波长的实验时，调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心使其均位于遮光筒的中心轴线上，再调至屏上出现了干涉图样后，用直尺量得双缝到屏的距离为80.00cm，由双缝上的标识获知双缝间距为0.200mm，光的波长为6.00×10-7 m．
用测量头上的螺旋测徽器去测量，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，如图所示，此时螺旋测微器的读数为______mm，将此时条纹的序号定为1，其右侧的明纹序号依次是为第2条、第3条…，则从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为______mm．
正确答案
螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数．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=
故答案为：0.900，12．
在"用双缝干涉测量单色光的波长”实验中，某同学准备的实验仪器包括以下元件：
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 EC
(2) 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时10等分的游标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，此时游标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70.00cm,则所测红光波长为 。
正确答案
（1）GFBD；（2）19.8、30.3；（3）5×10-7 m
试题分析：（1）该实验中各元件的作用分别是：A．白炽灯——光源；B．单缝——产生相干光；C．毛玻璃屏——呈现能观察的像；D．双缝——作为产生干涉现象的两个波源；E．遮光筒——避免外界光线干扰，便于观察；F．红色滤光片——将白炽灯的其他色光过滤掉，只剩下红光；G．凸透镜——将光源的发散光束汇聚，产生放大的效果。所以正确的排列顺序是AGFBDEC。
（2）甲图中游标尺上第8条线与主尺刻度对齐，读数为
（3）在双缝干涉现象中，条纹间距
在测定玻璃的折射率实验中，由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验，实验步骤如下：
a．如图所示，先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、a′b′作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出点O；
b．标出P3、P4位置；
c．将三棱镜放在白纸上，使短边跟ab对齐，长边跟a′b′对齐；
d．在长边a′b′的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像完全被P2挡柱；
e．在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3；
f．在O点作一垂直ab的线段AO，在AO上垂直地插两枚大头针P1、P2；
g．移去三棱镜和大头针，连接P3P4，交a′b′于O′，过O′点作与a′b′垂直的直线MN；
h．作光路图，计算折射率n.
(1)正确的实验步骤顺序为
(2)根据题图中所给数据求出该玻璃的折射率n＝_______ _
正确答案
(1)a、f、c、d、e、b、g、h （2分） (2)
(1)略(2)
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