高考物理系統(tǒng)性復(fù)習(xí) (能力提高練) 第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)（附解析）

【能力提高練】第四節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)1．(多選)(2022?高考山東卷)某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng)。同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是()A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫、到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋【解析】A．由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，同時(shí)也發(fā)生衍射，故A正確；B．狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)條紋間距公式可知照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；D．照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫、到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋，故D正確。故選ACD?！敬鸢浮緼CD2．(2022?遼南協(xié)作體高三(下)二模)某一質(zhì)檢部門利用干涉原理測(cè)定礦泉水的折射率。如圖所示，單縫S0、屏上的P0點(diǎn)位于雙縫S1和S2的中垂線上，雙縫與屏之間的介質(zhì)先后為空氣與礦泉水，屏上的干涉條紋間距分別為Δx1與Δx2。當(dāng)介質(zhì)為礦泉水時(shí)，屏上P點(diǎn)處是P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點(diǎn)處的亮條紋)的中心。已知入射光在真空中的波長(zhǎng)為λ，真空中的光速為c，則()A．Δx2大于Δx1B．該礦泉水的折射率為C．當(dāng)介質(zhì)為礦泉水時(shí)，來(lái)自S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時(shí)間差為D．僅將S0水平向左移動(dòng)的過(guò)程中，P點(diǎn)處能觀察到暗條紋【解析】A．設(shè)入射光在礦泉水中的波長(zhǎng)為，由，可知，干涉條紋間距正比于波長(zhǎng)，因，故Δx2小于Δx1，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)公式可得，B錯(cuò)誤；C．設(shè)入射光在礦泉水中的波長(zhǎng)為，礦泉水的折射率為n，則有，由第三條亮條紋對(duì)應(yīng)路程差為，但光在介質(zhì)中的傳播速度為，時(shí)間差為，C正確；D．僅將S0水平向左移動(dòng)對(duì)觀察結(jié)果沒(méi)有影響，D錯(cuò)誤。故選C。【答案】C3．(2022?山東省泰安第一中學(xué)高三(下)一模)a、b兩種單色光用同一雙縫干涉裝置在空氣中實(shí)驗(yàn)得到的干涉圖像分別如圖甲、乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A．在水中，單色光a比單色光b傳播速度大B．從水中斜射進(jìn)入空氣，單色光a比單色光b全反射臨界角大C．將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，得到的干涉圖樣條紋間距變大D．將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)調(diào)小雙縫間距，可使干涉圖樣條紋間距不變【解析】A．由題圖甲和題圖乙可知，a單色光干涉條紋間距小，由，可知，a單色光的波長(zhǎng)短，因此a單色光的頻率高，水對(duì)單色光a的折射率大，由，可知，在水中，單色光a比單色光b傳播速度小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由，可知，從水中斜射進(jìn)入空氣，單色光a比單色光b全反射臨界角小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由于光從空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變短，由，可知，將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，得到的干涉圖樣條紋間距變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，由于單色光的波長(zhǎng)入變短，由，可知，適當(dāng)調(diào)小雙縫間距d，可使干涉圖樣條紋間距不變，選項(xiàng)D正確。故選D?！敬鸢浮緿4．(2022?遼寧省名校聯(lián)盟高三(下)3月聯(lián)合考試)不平行玻璃磚的截面如圖所示，a、b兩束單色光從空氣垂直于玻璃磚上表面射入，在下表面上反射和折射情況如圖所示，則a、b兩束光()A．在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，b光的傳播速度小B．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角較大C．在真空中，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)D．若用單色光a、b分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，單色光a的相鄰亮紋間距比b的大【解析】A．a(chǎn)、b兩束單色光從上表面射入到下表面時(shí)，它們的入射角相同，而a光發(fā)生了全發(fā)射，b光沒(méi)有，說(shuō)明a光的臨界角小，所以a光的折射率大，根據(jù)，在介質(zhì)中傳播速度小，A錯(cuò)誤；B．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射率小，根據(jù)，則b光的折射角較大，B正確；C．a(chǎn)光的折射率大，a光的頻率大，根據(jù)，所以a光的波長(zhǎng)短，C錯(cuò)誤；D．因?yàn)閍光的波長(zhǎng)短，故a、b光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，根據(jù)，a光的相鄰亮紋間距比b光的小，D錯(cuò)誤。故選B。【答案】B5．(多選)(2022?黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三(上)第六次月考)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣.若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是()A．改用紅色激光B．改用藍(lán)色激光C．減小雙縫間距D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)E．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)【解析】A．根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，改用紅色激光，波長(zhǎng)變大，則條紋的間距變大，選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，改用藍(lán)色激光，則波長(zhǎng)變短，則條紋的間距變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，減小雙縫間距d，則條紋的間距變大，選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)，即l變大，則條紋的間距變大，選項(xiàng)D正確；E．根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)對(duì)條紋間距無(wú)影響，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.【答案】ACD6．(2022?天津市南開區(qū)高三(上)期末)在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，如圖a所示。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是__________；A.單縫及雙縫必須平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D.若用綠色濾光片替換紅色濾光片，干涉條紋間距會(huì)變小(2)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度對(duì)齊條紋中心時(shí)(圖b)，游標(biāo)尺的示數(shù)如圖c所示；第二次分劃板中心刻度對(duì)齊條紋中心時(shí)(圖d)，游標(biāo)尺的示數(shù)如圖e所示。已知雙縫間距為，雙縫到屏的距離為，則圖c游標(biāo)尺的示數(shù)為________，兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離為________。實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是__________。所測(cè)單色光波長(zhǎng)為_______?！窘馕觥?1)[1]AB．為使屏上的干涉條紋清晰，單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與雙縫平行，故B錯(cuò)誤A正確；CD．由，可知，干涉條紋疏密程度與雙縫間距離、雙縫到屏的距離和光的波長(zhǎng)有關(guān)，綠光的波長(zhǎng)小于紅光的波長(zhǎng)，則若用綠色濾光片替換紅色濾光片，干涉條紋間距會(huì)變小，故C錯(cuò)誤D正確。故選AD。(2)[2]由圖c可知，游標(biāo)卡尺為10分度，且第5個(gè)小格對(duì)齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為[3]由圖e可知，游標(biāo)卡尺為10分度，且第