- 实验:用双逢干涉测量光的波长
- 共638题
1)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖平面垂直,图中的P1、P2、P3、P4是四个学生实验时插针的结果。在这四个图中可以比较准确地测定折射率的是
(2)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:__________
E.去掉滤光片后,干涉现象消失
正确答案
(1)C(4分) (2)ABD(6分)
由“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率的方法可知,答案选C。(2)考查的是双缝干涉产生的条件和规律。
在“测定玻璃折射率”的实验中,如图所示为所插四枚大头针的位置, aa′为事先确定好的玻璃砖的其中一平行边,bb′为准确操作时应画出的玻璃砖的另一平行边。
(1)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些,bb′移到图中虚线位置,而在做光路图时aa′不变,则所测得的折射率将 (填偏大、偏小或不变);
(2)若所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行(如图所示),其它操作无误,则所测得的折射率将 (填偏大、偏小或不变)。
正确答案
(1)偏大 (2分);(2)不变 (2分)。
试题分析:该实验数据处理为,其中入射角i和折射角r如图所示:
若将玻璃砖向上平移一些,则折射光线AB的B点位置会左移,折射角r会偏小,n会偏大;所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行,不会影响入射角i和折射角r的测量值,故n是准确的。
在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图)。从仪器注明的规格可知,双缝屏上的双缝间距d=0.3mm,像屏与双缝屏间的距离l=1.2m。在像屏上用测量头测出,第1个亮条纹到第10个亮条纹的中心间距a=22.78mm。求:
(1)相邻两个亮条纹问的距离△x;
(2)这种单色光的波长。(最后结果保留两位有效数字)
正确答案
(1) 2.5×10-3m (2) 6.3×10-7m
试题分析:(1)相邻两个亮条纹间的距离△
(2)由△ 则光的波长
说明:最后结果的有效位数不对,每问只扣1分。
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.双缝片C.单缝片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)如图所示为主尺最小分度是1mm、游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量条纹的间距,图示的长度是______cm.
(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变______;如果增大双缝与屏之间的距离,则屏上的干涉条纹的间距将变______.(填“大”或“小”)
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,最后为毛玻璃屏.所以自光源起各光学元件的字母排列顺序应为D、C、B、E.
(2)游标卡尺的主尺刻度为9mm,游标尺的第12个刻度与上边的刻度对齐,读数为:12×0.05=0.60mm,总读数为:9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm;
(3)根据干涉条纹的宽度公式△x=λ,所以若将双缝的间距d变大,则屏上的干涉条纹的间距变小;若增大双缝与屏之间的距离L,则屏上的干涉条纹的间距将变大.
故答案为:(1)DCBE;(2)0.960;(3)小,大
某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”的实验时,第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的),游标卡尺的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的),游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距=0.5 mm,双缝到屏的距离=1 m,则:
(1)图乙中游标卡尺的示数为________cm。
(2)图丁中游标卡尺的示数为________cm。
(3)所测光波的波长为________m(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)1.250
(2)1.775
(3)6.6×10-7
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 (相邻明纹间的距离用
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
;
由公式得
,A位置读数为
,B位置读数为
,一共是七个间距,代入数据即可得出。
如图实-10-10所示,一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像,则该玻璃砖的折射率n=________.有一同学把大头针插在P1′和P2′位置时,沿着P4、P3的方向看不到大头针的像.其原因是_____________________________________________________________.
正确答案
1.73 经过P1′P2′的光线在MN处发生全反射
由图可知,当光由空气进入玻璃时,入射角θ1=60°,折射角θ2=30°.所以n==
≈1.73.
当光由玻璃射入空气时,若θ1≥C,则发生全反射,而sinC==
,当针插在P1′P2′时,入射角θ1=60°>C,已发生全反射.
(1)利用下图10中装置研究双缝干涉现象,下列说法正确的是: 。
E.增大双缝之间的距离,干涉条纹间距变窄
F.去掉滤光片后,屏上仍有条纹,并且中央为白色亮条纹,两侧为彩色条纹
(2)在实验中,测量头示意图如图11所示,调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,此时测量头的读数为_________mm,转动手轮,使分划线向一侧移动,到另一条亮条纹的中心位置,由测量头再读出一个数据.若实验测得第一条到第五条亮条纹中心间的距离为Δx = 1.280mm,已知双缝间距为d=1.5mm,双缝到屏的距离为L=1.00m,则对应的光波波长=_________m.
正确答案
(6分) (1)CDEF(2)1.630 (每空2分)
如图a、b、c依次为滤光片、单缝、双缝,调节时应尽量使各器材在一条直线上,单缝与双缝相互平行,AB错误。将滤光片由红色的换成紫色的,干涉条纹间距变窄.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距不变.增大双缝之间的距离,干涉条纹间距变窄.去掉滤光片后,屏上仍有条纹,并且中央为白色亮条纹,两侧为彩色条纹CDEF正确。
(2),根据公式
可得。
在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中:
(1)张明同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许,如图甲所示,则他测出的折射率值将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
(2)李扬同学在画界面时,不自觉地将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
正确答案
不变,变小
试题分析:用插针法测定玻璃砖折射率的实验原理是折射定律,作出光路图,确定折射光线的偏折情况,分析入射角与折射角的误差,来确定折射率的误差.
解:(1)
测得的折射率将不变.
(2)
测定折射率时,玻璃中折射角增大,则折射率减小.
点评:对于实验误差,要紧扣实验原理,用作图法,确定出入射角与折射角的误差,即可分析折射率的误差.
(5分)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
(1)E、D、B (2)③②①④⑤ (3)1.130 5.880 (4)6.65×10-7
试题分析:(1)光学元件的放置顺序依次为:白光光源C,目的是提供光源;滤光片E,目的是获得红光;单缝D,目的是把光集中到双缝;双缝B,目的是产生双缝干涉;毛玻璃屏A,目的是观察干涉条纹。(2)本实验的步骤为:1、放置元件;2、调节元件高度;3、平行单、双缝;4、接通电源,观察条纹;5、测量各数据;6、计算波长;所以本正确步骤为③②①④⑤。(3)图2示数为:x1=1mm+0.130mm=1.130mm;图3示数为:x2=5.5mm+0.380mm=5.880mm。(4)据Δx=lλ/d得λ=dΔx/l,Δx= (x2- x1)/4,所以波长λ=6.65×10-7m。
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