- 实验:用双逢干涉测量光的波长
- 共638题
在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确的操作,插好了4枚大头针P1、P2和P3、P4,如图所示。
①在坐标线上画出完整的光路图,并标出入射角θ1和折射角θ2;
②对你画出的光路图进行测量,求出该玻璃的折射率n=_________(结果保留2位有效数字)。
正确答案
①
②1.4
试题分析:①据光线通过平行玻璃砖,经玻璃砖折射,入射光线和折射光线将保持平行,那么将入射光线P1P2与玻璃砖上边界的交点作为入射点,过入射点作上边界的垂线作为法线,则可作入射角θ1,将岀射光线P3P4与玻璃砖下边界的交点作为岀射点,将入射点和岀射点用一直线连接,这一直线就是折射光线,即可作折射角θ2。②据折射率n=sinθ1/sinθ2,据图纸中的格子数,可知sinθ1= /2, sinθ2=1/2,那么折射率n=
=1.4。
在“用双缝干涉测光的波长”实验中:
(1)如图1所示光具座上放置的光学元件依次为:①光源、______⑤遮光筒、⑥光屏(填选项前字母符号)
A.②单缝、③双缝、④滤光片
B.②滤光片、③双缝、④单缝
C.②双缝、③单缝、④滤光片
D.②滤光片、③单缝、④双缝
(2)如果把光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”、“减小”);
(3)调节分划板的位置,使分划板中心刻度线对齐其中某条亮条纹
(并将其记为第一条)的中心,如图2所示,此时螺旋测微器的读数为______mm;
(4)如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长,则图中除了光源以外,其它不必要的器材元件有______(填元件名称).
正确答案
(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝,
故选:D.
(2)根据△x=λ知光屏向远离双缝的方向移动时L增大,则条纹间距增大;
(3)螺旋测微器读数等于可动刻度读数加固定尺读数,需要估读,图中固定刻度读数为:1mm,可动刻度读数为0.01×18.2=0.182mm,故读数为1.182mm.
(4)激光颜色纯,具有较好的相干性,不再需要滤光片和单缝.
故答案为:(1)D(2)增大(3)1.182(4)滤光片和单缝.
如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×m,屏上P点距双缝
和
的路程差为7.95×
m。则在这里出现的应是_____________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×
m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将_____________ (选填“变宽”、“变窄”、或“不变”)。
正确答案
暗条纹,变宽
英国物理学家托马斯•杨巧妙地解决了相干光源问题,第一次在实验室观察到了光的干涉现象.如图为实验装置简图,M为竖直线光源(长直灯丝钠灯)、N和O均为有狭缝的遮光屏、P为像屏.现有四种不同带有狭缝的遮光屏,实验时的正确选择是______.
正确答案
单缝衍射条纹宽度是中央亮纹最宽;双缝干涉的图线是明暗相间的条纹,条纹间距等宽;
是双缝干涉;
要先通过单缝后找到双缝上,形成相干光源;
故选C.
如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝和的路程差为7.95×10-7m。则在这里出现的应是_____________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将_____________(选填“变宽”、“变窄”、或“不变”)。
正确答案
暗条纹,变宽
双缝干涉实验中,用单色光进行实验时,在毛玻璃屏上可以看到明暗相间的干涉条纹,回答以下问题
(1)毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直还是平行?___________;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”)
(2)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,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图, A位置的游标卡尺读数为11.1mm(未画出) ,则B位置的游标卡尺读数为 ,单色光的波长为 m.
正确答案
(1)平行;不变(2)15.6mm 6.4×10-7m
试题分析:(1)发生干涉条纹时毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝平行.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,最终读数为
.B位置游标卡尺主尺读数为
,游标读数为
,最终读数为
.则相邻两个亮条纹的间距
,根据
得,
点评:解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法,以及掌握双缝干涉条纹的间距公式
如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝和的路程差为7.95×10-7m。则在这里出现的应是_____________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将_____________(选填“变宽”、“变窄”、或“不变”)。
正确答案
暗条纹,变宽
如图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹的间距变大可改用长更_________(填长、短)的单色光,或是使双缝与光屏间的距离_________(填增大、减小)。
正确答案
长,增大
如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。
(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离____(填字母)
(2)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,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左图a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右图b所示,图b示数为______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(保留二位有效数字
正确答案
(1)B (2)10.293(或10.291~10.295), 5.4×102
试题分析:(1)根据知,增大单缝和双缝的距离,条纹间距不变,d增大,条纹间距变小;L增大,条纹间距增大;波长变小,条纹间距变小.故B正确,A、C、D错误.
(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.
螺旋测微器的固定刻度读数为10.0mm,可动刻度读数为0.01×29.3=0.293mm,最终读数为10.293mm.
根据可得
点评:解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,以及掌握双缝干涉条纹的间距公式
(1)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,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取______ 或______的方法.
(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甲所示.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,记下此时图乙中手轮上的示数______ mm,求得相邻亮纹的间距△x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)首先需要获取单色光,所以在光源后面需要有滤光片,然后要获取线光源,后面需要有单缝,要进行双缝干涉实验,所以在单缝后面是双缝.
根据△x=λ知,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离.
(2)放置各光学元件时,需要使单缝和双缝相互平行,单缝和双缝间距5~10cm.
(3)图乙中手轮上的示数为13.5mm+0.01×37.0mm=13.870mm.
图j甲中手轮上的示数为2mm+0.01×32.0mm=2.320mm.
则相邻亮纹的间距△x==
mm=2.310mm.
(4)根据△x=λ知,λ=
△x.λ=
×2.310×10-3m=6.6×10-7m=6.6×102nm.
故答案为:(1)滤光片、单缝、双缝、增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离;
(2)单缝和双缝间距5~10cm、使单缝和双缝相互平行;
(3)13.870、2.310;
(4)△x、6.6×102nm.
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