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第65講用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)
(模擬精練+真題演練)
?最新模擬精練
1.(2024?浙江?模擬預(yù)測(cè))在完成“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),
(2)實(shí)驗(yàn)中,目鏡中心刻度線(xiàn)對(duì)齊第〃條條紋中心和第(?+10)條條紋中心時(shí),游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖
1和圖2所示,圖1中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm。已知雙縫間距d=0.4mm,雙縫到屏的距離L=1.0m,
所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為nm,
12345
012345678go
34567
10123456789t
2.(2023?廣東梅州?統(tǒng)考二模)如圖甲所示,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,并選用縫間距d=0.20mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離L=700mm。
然后,接通電源使光源正常工作。
光源凸透鏡濾光片冷縫:縫遮光筒像不
甲
(1)已知測(cè)量頭上主尺的最小刻度是毫米,副尺游標(biāo)尺為20分度,某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測(cè)量頭的目鏡
看去,使分劃板中心刻度線(xiàn)與某條紋A中心對(duì)齊,如圖乙所示,此時(shí)測(cè)量頭上主尺和副尺的示數(shù)如圖丙所
示,此示數(shù)為mm;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心刻度線(xiàn)與某條紋B中心對(duì)齊,測(cè)得A、B條
紋間的距離x=8.40mm。則經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長(zhǎng)2=(用題目中所給字母寫(xiě)出表達(dá)式),
利用上述測(cè)量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得波長(zhǎng)2=m(保留兩位有效數(shù)字)。
0
010
丙
乙
(2)另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后,觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好,若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)整后,
在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數(shù)目有所增加,則該調(diào)整可能是
A.僅增加光源與濾光片間的距離
B.僅增加單縫與雙縫間的距離
C.僅將單縫與雙縫的位置互換
D.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片
3.(2023春?浙江杭州?高二杭師大附中??计谥校┠澄锢砼d趣小組根據(jù)激光相干性好、亮度高的特點(diǎn),利
用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量某綠色激光的波長(zhǎng)。其實(shí)驗(yàn)裝置如甲圖所示,刻有雙縫的黑色紙板和激光筆一起
同軸地固定在光具座上,激光經(jīng)過(guò)雙縫后投射到光屏表面的條紋如圖乙所示,己知雙縫間的寬度d=0.2mm,
雙縫到投影屏間的距離L=2.0m。
(1)使用刻度尺可以讀出A、B兩亮紋間的距離了=mm,則相鄰亮條紋的條紋間距Ax=
mm?由雙縫干涉條紋間距公式可計(jì)算出該綠色激光的波長(zhǎng)彳=m;(小數(shù)點(diǎn)后均保留一位有效數(shù)
字)
(2)如果用紅色激光重新實(shí)驗(yàn),相鄰亮紋間距將會(huì)(填“增大”、“減小”或“不變”)。
4.(2023?湖南?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))洛埃德(H。I。loyd)在1834年提出了一種更簡(jiǎn)單的觀察干涉的裝置,
如圖所示,從單縫S發(fā)出的光,一部分入射到平面鏡后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上兩
光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋,單縫S通過(guò)平面鏡成的像是。
M平面鏡N
單縫S的像S>一
D
(1)通過(guò)洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋,這和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋一致,現(xiàn)用
紅光做實(shí)驗(yàn),已知單縫S到平面鏡的垂直距離為/7,單縫到光屏的距離為。。觀測(cè)到第3個(gè)亮條紋到第7個(gè)
亮條紋的中心間距為Ay,則紅光的波長(zhǎng)表達(dá)式為上(用涉及到的物理量的符號(hào)表示,不需要考
慮單位換算)。
(2)實(shí)驗(yàn)表明,光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面發(fā)生反射時(shí),在入射角接近90。時(shí),反射光與入射光相比,
相位有力的變化,稱(chēng)作半波損失,即相當(dāng)于產(chǎn)生了半波長(zhǎng)的路程差,圖中平面鏡與單縫的水平距離較大,
設(shè)平面鏡向右的延長(zhǎng)線(xiàn)與光屏的交點(diǎn)為尸,則尸處是(填“亮條紋”或“暗條紋”);
(3)改用藍(lán)光做實(shí)驗(yàn),會(huì)發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋的間距比用紅光做實(shí)驗(yàn)時(shí)較(填“大”或“小”)
5.(2023?浙江?模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具
座上,并選用縫間距d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離然后,接通電源使光
源正常工作。
(1)如圖為撥桿,請(qǐng)問(wèn)它是按照下列哪種方式安裝和操作的:
A.撥桿A處丫字叉套在單縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過(guò)左右撥動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)B小孔套住的
雙縫
B.撥桿B處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過(guò)手的左右撥動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)A丫字叉套住
的單縫
C.撥桿8處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過(guò)手的上下?lián)軇?dòng)來(lái)調(diào)節(jié)A丫字叉套住
的單縫
(2)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線(xiàn)與干涉條紋不在同一方向上,如圖所示。則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉
條紋的間距Ax時(shí),最終波長(zhǎng)測(cè)量值實(shí)際值(填“大于”“小于”或“等于")。如果想使中心刻線(xiàn)與亮條紋
對(duì)齊,下列操作中可達(dá)到目的的是o
A.僅轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡
B.僅轉(zhuǎn)動(dòng)雙縫
C.僅轉(zhuǎn)動(dòng)手輪
D.僅轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭
(3)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),該同學(xué)可o
A.將單縫向雙縫靠近
B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)
C.使用間距更小的雙縫
D.轉(zhuǎn)動(dòng)手輪
(4)若實(shí)驗(yàn)中在像屏上得到的干涉圖樣如圖所示,毛玻璃屏上的分劃板刻線(xiàn)在圖中A、B位置時(shí),游標(biāo)卡
尺的讀數(shù)分別為m、無(wú)2,則入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為卜o
6.(2023?浙江金華?統(tǒng)考二模)(1)小萌同學(xué)正在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量光的波長(zhǎng),在光具座上正確安裝
好儀器后,他在測(cè)量端觀察的同時(shí),不斷調(diào)節(jié)儀器的A部件(如照片所示),這樣做的目的是(填
選項(xiàng))
A.使各部件的中心在同一直線(xiàn)上
B.使單縫與雙縫相互平行
C.使觀察到的圖樣呈現(xiàn)在視野中央
(2)若該同學(xué)分別用間距4=0.20mm和4=0.25mm的雙縫來(lái)完成實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為在測(cè)量頭內(nèi)觀察到單色光
的干涉條紋是和(填選項(xiàng)),其中對(duì)應(yīng)雙縫間距4的是(填選項(xiàng));
ABCDEF
(3)某同學(xué)使用間距為0.20mm的雙縫進(jìn)行實(shí)驗(yàn),調(diào)節(jié)雙縫與屏之間的距離至100.00cm,當(dāng)十字叉絲與第
發(fā)個(gè)亮條紋中心重合時(shí),測(cè)量頭刻度如圖甲所示(已加箭頭標(biāo)注),對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為_(kāi)_______當(dāng)十字叉絲與
第住+3)個(gè)亮條紋中心重合時(shí),測(cè)量頭刻度如圖乙所示(己加箭頭標(biāo)注),對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為單色光
7.(2023秋?吉林長(zhǎng)春?高三長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校??奸_(kāi)學(xué)考試)在實(shí)驗(yàn)室用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)裝置如
圖所示
(1)雙縫、光屏、單縫,依次是圖中的(填圖中的字母)。
PQ
IIIIIIIIII
ABCD
①?②???③?
(2)①圖是實(shí)驗(yàn)得到的紅光雙縫干涉圖樣照片,根據(jù)該圖可判斷雙縫干涉的亮條紋間距(填“相等”
或“不相等”)。
(3)在某次測(cè)量中,觀察分劃板中心線(xiàn)與乙圖亮條紋P中心對(duì)齊時(shí)的情形,如圖②所示。然后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭
手輪,當(dāng)分劃板中心線(xiàn)與亮條紋Q中心對(duì)齊時(shí),目鏡中觀察到的圖應(yīng)為③圖中的0
(4)己知單縫與光屏間距乙,雙縫與光屏的間距右,單縫與雙縫間距為4,雙縫間距4,圖①中分劃板
中心線(xiàn)與亮條紋尸中心對(duì)齊時(shí)手輪讀數(shù)為耳,與亮條紋Q中心對(duì)齊時(shí)手輪讀數(shù)為々(%>王),則實(shí)驗(yàn)測(cè)得
該光的波長(zhǎng)的表達(dá)式為。
8.(2023秋?浙江?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,4
2、C分別為撥桿上的三個(gè)位置。
①下列關(guān)于撥桿的功能、安裝及操作的說(shuō)法中,正確的是。
A.用手撥動(dòng)撥桿可使單縫與雙縫平行,從而使干涉圖樣更清晰
B.撥桿A端插入單縫上的卡口中,用手左右撥動(dòng)撥桿的C端使8處左右移動(dòng),并帶動(dòng)8處小孔中套入的
支柱
C.撥桿B處小孔套入雙縫所在處的支柱,用手左右撥動(dòng)撥桿的C端使A端左右移動(dòng),并帶動(dòng)單縫上的卡口
D.撥桿8處小孔套入雙縫所在處的支柱,用手上下?lián)軇?dòng)撥桿的C端使A端上下移動(dòng),并帶動(dòng)單縫上的卡
□
②已知雙縫間距為0.3mm,以某種單色光照射雙縫時(shí),在離雙縫1.2m遠(yuǎn)的屏上,用測(cè)量頭測(cè)量條紋間距:
先將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某亮紋中心對(duì)齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)為2.10mm,
然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線(xiàn)與第6條亮紋中心對(duì)齊,如圖2所示,此時(shí)手輪上的讀數(shù)為一
mm,根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),測(cè)得這種光的波長(zhǎng)為m(保留2位有效數(shù)字)。
9.(2023?廣東?高三統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)某學(xué)習(xí)小組要用雙縫干涉測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng),其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所
Zj\o
(1)為測(cè)量該單色光的干涉條紋寬度,各儀器安裝位置如圖所示,圖中A為濾光片,B為(填“單
縫''或"雙縫"),C為(填“單縫”或"雙縫”)。
(2)在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉條紋時(shí):
①觀察到較模糊的干涉條紋,可以調(diào)節(jié)撥桿使單縫和雙縫(填“垂直”或“平行”),從而使條紋變得
清晰。
②要想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),需將毛玻璃屏向(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)雙縫的方向移動(dòng)。
(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào))。
亮紋
暗紋
A.
AxAx
亮紋?亮紋
/暗紋/暗紋
D.
(4)在實(shí)驗(yàn)前已獲知的數(shù)據(jù)有雙縫間的距離d和雙縫與毛玻璃屏之間的距離L通過(guò)測(cè)量頭觀察到第M條
亮條紋的讀數(shù)為匕,觀察到第M條亮條紋的讀數(shù)為上,請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算該單色光波長(zhǎng)的表達(dá)式4=o
10.(2023?北京海淀?高三北京育英中學(xué)??奸_(kāi)學(xué)考試)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,請(qǐng)按照題
目要求回答下列問(wèn)題:
m(1)圖m中甲、乙兩圖都m是光的條紋形狀示意圖,其中干涉圖樣是(填“甲”或“乙”)。
甲乙
(2)將下表中的光學(xué)元件放在圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置,并用此裝置
測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。
元件代號(hào)ABCDE
元件名稱(chēng)光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片
r1-hr1-11
A1
將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學(xué)元件,從左至右,表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)
為;(填寫(xiě)元件代號(hào))
(3)已知該裝置中雙縫間距d=0.50mm,雙縫到光屏的距離/=0.50m,在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)
所示,分劃板中心刻線(xiàn)在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(b)所示,則其示數(shù)為mm;在8位置時(shí)游標(biāo)
卡尺如圖(c)所示。由以上所測(cè)數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長(zhǎng)為m(保留2位有效
數(shù)字)。
A位置
11.(2021?浙江?高考真題)圖示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:
①觀察到較模糊的干涉條紋,要使條紋變得清晰,值得嘗試的是。(單選)
A.旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行
②要增大觀察到的條紋間距,正確的做法是(單選)
A.減小單縫與光源間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離
C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測(cè)量頭間的距離
第65講用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)
(模擬精練+真題演練)
1.(2024?浙江?模擬預(yù)測(cè))在完成“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),
(2)實(shí)驗(yàn)中,目鏡中心刻度線(xiàn)對(duì)齊第〃條條紋中心和第(H+10)條條紋中心時(shí),游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖
1和圖2所示,圖1中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm。已知雙縫間距d=0.4mm,雙縫到屏的距離工=L0m,
所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為nm,
12345
圖]
012345678go
34567
圖2
10123456789t
【答案】C8.70670
【詳解】(1)[1]實(shí)驗(yàn)需測(cè)量的是相鄰條紋間距Ax指的是相鄰亮條紋中心間的距離。故選C。
(2)[2]圖1中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為8+35xO.O2mm=8.7Omm
[2]圖2中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為25+23x0.02mm=25.46mm根據(jù)公式=可知2=^=670nm
dL
2.(2023?廣東梅州?統(tǒng)考二模)如圖甲所示,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,并選用縫間距d=Q20mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離£=700mm。
然后,接通電源使光源正常工作。
光源凸透鏡濾光片冷縫:縫遮光筒掌
1t111
甲
(1)已知測(cè)量頭上主尺的最小刻度是毫米,副尺游標(biāo)尺為20分度,某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測(cè)量頭的目鏡
看去,使分劃板中心刻度線(xiàn)與某條紋A中心對(duì)齊,如圖乙所示,此時(shí)測(cè)量頭上主尺和副尺的示數(shù)如圖丙所
示,此示數(shù)為mm;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心刻度線(xiàn)與某條紋B中心對(duì)齊,測(cè)得A、B條
紋間的距離x=8.40mm。則經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長(zhǎng)2=(用題目中所給字母寫(xiě)出表達(dá)式),
利用上述測(cè)量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得波長(zhǎng)力=m(保留兩位有效數(shù)字)。
012
I?1??I?I??I?1????1?1I
???111?I?fI?????????I
01020
唧丙
乙
(2)另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后,觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好,若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)整后,
在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數(shù)目有所增加,則該調(diào)整可能是
A.僅增加光源與濾光片間的距離
B.僅增加單縫與雙縫間的距離
C.僅將單縫與雙縫的位置互換
D.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片
【答案】0.35—4.8x10-7D
【詳解】(1)[1]圖丙中游標(biāo)卡尺的最小分度值為0.05mm,主尺示數(shù)為0,游標(biāo)尺的第7刻度線(xiàn)與主尺刻
度線(xiàn)對(duì)齊,則示數(shù)為0+7x0.05mm=0.35mm
x
⑵[3]A、B條紋間的距離為5倍相鄰亮(暗)條紋間的距離,故=§根據(jù)相鄰亮(暗)條紋間的間距公
式有盤(pán)=/解得2=咨代入數(shù)據(jù)可得4=4.8x10-7、
a5L
(2)[4]該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)節(jié)后,在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數(shù)目有所增加,可知相鄰條紋
間的寬度減小,由公式—=<彳可知,該調(diào)節(jié)可能是更換波長(zhǎng)更短的光做實(shí)驗(yàn),即將紅色濾光片換成綠色濾
a
光片,其他調(diào)節(jié)都達(dá)不到該實(shí)驗(yàn)效果。故選D。
3.(2023春?浙江杭州?高二杭師大附中校考期中)某物理興趣小組根據(jù)激光相干性好、亮度高的特點(diǎn),利
用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量某綠色激光的波長(zhǎng)。其實(shí)驗(yàn)裝置如甲圖所示,刻有雙縫的黑色紙板和激光筆一起
同軸地固定在光具座上,激光經(jīng)過(guò)雙縫后投射到光屏表面的條紋如圖乙所示,己知雙縫間的寬度6/=0.2mm,
雙縫到投影屏間的距離L=2.0m。
光具座雙縫
甲
||||||||1|||||||||1||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
012345678910單位:cm
乙
(1)使用刻度尺可以讀出A、B兩亮紋間的距離尤=mm,則相鄰亮條紋的條紋間距Ax=
mm?由雙縫干涉條紋間距公式可計(jì)算出該綠色激光的波長(zhǎng)2=m;(小數(shù)點(diǎn)后均保留一位有效數(shù)
字)
(2)如果用紅色激光重新實(shí)驗(yàn),相鄰亮紋間距將會(huì)(填“增大”、“減小”或“不變”)。
【答案】54.05.45.4x10-7增大
【詳解】(1)[1]刻度尺的分度值為1mm,需要估讀到分度值下一位,所以A、B兩亮紋間的距離
x=79.0mm-25.0mm=54.0mm
540
⑵相鄰亮條紋的條紋間距Ax=—r=—mm=5.4mm
TAxd
⑶根據(jù)=可得2=一代入數(shù)據(jù)可得X=5.4xl(T7m
aL
(2)[4]根據(jù)=可知光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),條紋間距越大,如果用紅色激光重新實(shí)驗(yàn),紅光波長(zhǎng)比綠光波長(zhǎng)
a
長(zhǎng),相鄰亮紋間距將會(huì)增大。
4.(2023?湖南?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))洛埃德I。loyd)在1834年提出了一種更簡(jiǎn)單的觀察干涉的裝置,
如圖所示,從單縫S發(fā)出的光,一部分入射到平面鏡后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上兩
光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋,單縫S通過(guò)平面鏡成的像是。
光
屏
D
/
(1)通過(guò)洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋,這和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋一致,現(xiàn)用
紅光做實(shí)驗(yàn),已知單縫S到平面鏡的垂直距離為力,單縫到光屏的距離為。。觀測(cè)到第3個(gè)亮條紋到第7個(gè)
亮條紋的中心間距為則紅光的波長(zhǎng)表達(dá)式為上(用涉及到的物理量的符號(hào)表示,不需要考
慮單位換算)。
(2)實(shí)驗(yàn)表明,光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面發(fā)生反射時(shí),在入射角接近90。時(shí),反射光與入射光相比,
相位有兀的變化,稱(chēng)作半波損失,即相當(dāng)于產(chǎn)生了半波長(zhǎng)的路程差,圖中平面鏡與單縫的水平距離較大,
設(shè)平面鏡向右的延長(zhǎng)線(xiàn)與光屏的交點(diǎn)為尸,則尸處是(填“亮條紋”或“暗條紋”);
(3)改用藍(lán)光做實(shí)驗(yàn),會(huì)發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋的間距比用紅光做實(shí)驗(yàn)時(shí)較(填“大”或“小”)
【答案】與等暗條紋小
2D
【詳解】(1)[1]根據(jù)圖可知,如果S被視為其中的一個(gè)縫,S經(jīng)平面鏡成的像夕相當(dāng)于另一個(gè)“縫”,縫
的寬度為2七條紋的間距為孚,根據(jù)機(jī)=々2解得力=與等
4d2。
(2)⑵根據(jù)題意可知,因?yàn)闀?huì)有半波損失,因此尸處是暗條紋;
(3)[3]由人=與幾可知,藍(lán)光波長(zhǎng)小,干涉條紋的間距較小。
a
5.(2023?浙江?模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具
座上,并選用縫間距d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離然后,接通電源使光
源正常工作。
(1)如圖為撥桿,請(qǐng)問(wèn)它是按照下列哪種方式安裝和操作的.
A.撥桿A處丫字叉套在單縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過(guò)左右撥動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)B小孔套住的
雙縫
B.撥桿B處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過(guò)手的左右撥動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)A丫字叉套住
的單縫
C.撥桿B處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過(guò)手的上下?lián)軇?dòng)來(lái)調(diào)節(jié)A丫字叉套住
的單縫
(2)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線(xiàn)與干涉條紋不在同一方向上,如圖所示。則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉
條紋的間距AX時(shí),最終波長(zhǎng)測(cè)量值實(shí)際值(填“大于”“小于”或“等于")。如果想使中心刻線(xiàn)與亮條紋
對(duì)齊,下列操作中可達(dá)到目的的是。
A.僅轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡
B.僅轉(zhuǎn)動(dòng)雙縫
C.僅轉(zhuǎn)動(dòng)手輪
D.僅轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭
(3)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),該同學(xué)可
A.將單縫向雙縫靠近
B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)
C.使用間距更小的雙縫
D.轉(zhuǎn)動(dòng)手輪
(4)若實(shí)驗(yàn)中在像屏上得到的干涉圖樣如圖所示,毛玻璃屏上的分劃板刻線(xiàn)在圖中A、B位置時(shí),游標(biāo)卡
尺的讀數(shù)分別為四、則入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為卜。
【答案】B大于DB2=或)尸)
6/
【詳解】(1)[1]亮條紋與分劃板中心刻線(xiàn)不平行時(shí),需使單縫與雙縫相互平行,轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,將圖中的分
劃板調(diào)到豎直方向并與干涉條紋平行,故AC錯(cuò)誤,B正確。故選B。
(2)⑵作圖如下
三角形中斜邊最長(zhǎng),故如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線(xiàn)與干涉條紋不在同一方向上,干涉條紋的間距的測(cè)
量值偏大,所以最終波長(zhǎng)測(cè)量值大于實(shí)際值。
[3]發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線(xiàn)未對(duì)齊,若要使兩者對(duì)齊,該同學(xué)應(yīng)旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
(3)[4]要想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),則應(yīng)減小干涉條紋間距,根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
a
可知可增大雙縫間距離或減小雙縫到屏的距離,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
(4)[5]根據(jù)題意可知單個(gè)條紋間距為醺=三五根據(jù)心=42可得八包號(hào)電
6a61
6.(2023?浙江金華?統(tǒng)考二模)(1)小萌同學(xué)正在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量光的波長(zhǎng),在光具座上正確安裝
好儀器后,他在測(cè)量端觀察的同時(shí),不斷調(diào)節(jié)儀器的A部件(如照片所示),這樣做的目的是(填
選項(xiàng))
A.使各部件的中心在同一直線(xiàn)上
B.使單縫與雙縫相互平行
C.使觀察到的圖樣呈現(xiàn)在視野中央
(2)若該同學(xué)分別用間距4=020mm和&=0.25mm的雙縫來(lái)完成實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為在測(cè)量頭內(nèi)觀察到單色光
的干涉條紋是和(填選項(xiàng)),其中對(duì)應(yīng)雙縫間距4的是(填選項(xiàng));
ABCDEF
(3)某同學(xué)使用間距為0.20mm的雙縫進(jìn)行實(shí)驗(yàn),調(diào)節(jié)雙縫與屏之間的距離至100.00cm,當(dāng)十字叉絲與第
發(fā)個(gè)亮條紋中心重合時(shí),測(cè)量頭刻度如圖甲所示(已加箭頭標(biāo)注),對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為_(kāi)_______當(dāng)十字叉絲與
第伏+3)個(gè)亮條紋中心重合時(shí),測(cè)量頭刻度如圖乙所示(已加箭頭標(biāo)注),對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為單色光
的波長(zhǎng)為m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
【答案】BEFE2.76mm11.16mm5,6xl07
【詳解】(1)[1]調(diào)節(jié)儀器的A部件使為了保證單縫與雙縫相互平行,故選B。
(2)[2][3][4]因?yàn)閱紊獾母缮鏃l紋與單縫和雙縫都平行,應(yīng)沿豎直方向,分劃板中心刻度應(yīng)對(duì)準(zhǔn)干涉條
紋的中心,故選EF。根據(jù)可知d越小,則條紋間距越大,所以對(duì)應(yīng)于4的是E。
a
(3)[5][6][7]圖甲對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為2mm+38x0.02mm=2.76mm圖乙對(duì)應(yīng)的讀數(shù)llmm+8x0.02mm=11.16mm
則條紋間距為2.80mm,根據(jù)可計(jì)算出%=5.6xl07m
a
7.(2023秋?吉林長(zhǎng)春?高三長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校校考開(kāi)學(xué)考試)在實(shí)驗(yàn)室用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)裝置如
圖所示
(1)雙縫、光屏、單縫,依次是圖中的.(填圖中的字母)。
PQ
IIIIIIIIII
ABCD
③?0
①②
(2)①圖是實(shí)驗(yàn)得到的紅光雙縫干涉圖樣照片,根據(jù)該圖可判斷雙縫干涉的亮條紋間距(填“相等”
或“不相等”)。
(3)在某次測(cè)量中,觀察分劃板中心線(xiàn)與乙圖亮條紋尸中心對(duì)齊時(shí)的情形,如圖②所示。然后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭
手輪,當(dāng)分劃板中心線(xiàn)與亮條紋Q中心對(duì)齊時(shí),目鏡中觀察到的圖應(yīng)為③圖中的0
(4)已知單縫與光屏間距乙,雙縫與光屏的間距4,單縫與雙縫間距為4,雙縫間距右,圖①中分劃板
中心線(xiàn)與亮條紋尸中心對(duì)齊時(shí)手輪讀數(shù)為耳,與亮條紋Q中心對(duì)齊時(shí)手輪讀數(shù)為9(々>占),則實(shí)驗(yàn)測(cè)得
該光的波長(zhǎng)的表達(dá)式為。
【詳解】(1)口]雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)備依次擺放的位置從左到右依次是光源、濾光片、單縫、
雙縫、濾光筒、光屏,雙縫、光屏、單縫,依次是圖中的D、F、C;
(2)⑵①圖可判斷雙縫干涉的亮條紋間距相等;
(3)[3]轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭手輪,當(dāng)分劃板中心線(xiàn)與亮條紋。中心對(duì)齊時(shí),目鏡中觀察到的圖應(yīng)為③圖中的A;
(4)[4]由8得%=7=七盧
ai包2
8.(2023秋?浙江?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,A、
B、C分別為撥桿上的三個(gè)位置。
①下列關(guān)于撥桿的功能、安裝及操作的說(shuō)法中,正確的是。
B.撥桿A端插入單縫上的卡口中,用手左右撥動(dòng)撥桿的C端使8處左右移動(dòng),并帶動(dòng)8處小孔中套入的
支柱
C.撥桿3處小孔套入雙縫所在處的支柱,用手左右撥動(dòng)撥桿的C端使A端左右移動(dòng),并帶動(dòng)單縫上的卡口
D.撥桿8處小孔套入雙縫所在處的支柱,用手上下?lián)軇?dòng)撥桿的C端使A端上下移動(dòng),并帶動(dòng)單縫上的卡
口
②已知雙縫間距為0.3mm,以某種單色光照射雙縫時(shí),在離雙縫1.2m遠(yuǎn)的屏上,用測(cè)量頭測(cè)量條紋間距:
先將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某亮紋中心對(duì)齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)為2.10mm,
然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線(xiàn)與第6條亮紋中心對(duì)齊,如圖2所示,此時(shí)手輪上的讀數(shù)為一
mm,根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),測(cè)得這種光的波長(zhǎng)為m(保留2位有效數(shù)字)。
.O
【答案】AC/CA15.306.3x10-7?6.9x10-7
【詳解】(1)口]實(shí)驗(yàn)中撥桿的作用在于,當(dāng)將撥桿8處小孔套入雙縫所在處的支柱,用手左右撥動(dòng)撥桿的
C端使A端左右移動(dòng),并帶動(dòng)單縫上的卡口位置,使單縫與雙縫平行,從而使干涉圖樣更清晰,AC正確,
BD錯(cuò)誤。
(2)⑵根據(jù)讀數(shù)規(guī)律,手輪上的讀數(shù)為15mm+0.02xl5mm=15.30mm
⑶根據(jù)題意,相鄰兩亮條紋中心的間距Ax=630x1。3-2.10x103*lO^m根據(jù)—=
6-1d
解得2=6.6xlO-7m
9.(2023,廣東?高三統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)某學(xué)習(xí)小組要用雙縫干涉測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng),其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所
zj\O
(1)為測(cè)量該單色光的干涉條紋寬度,各儀器安裝位置如圖所示,圖中A為濾光片,B為(填“單
縫”或“雙縫”),C為(填“單縫”或“雙縫”)。
(2)在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉條紋時(shí):
①觀察到較模糊的干涉條紋,可以調(diào)節(jié)撥桿使單縫和雙縫(填“垂直”或“平行”),從而使條紋變得
清晰。
②要想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),需將毛玻璃屏向(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)雙縫的方向移動(dòng)。
(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào))。
亮紋
暗紋
A.m加
(TAxAx
(4)在實(shí)驗(yàn)前已獲知的數(shù)據(jù)有雙縫間的距離d和雙縫與毛玻璃屏之間的距離L通過(guò)測(cè)量頭觀察到第M條
亮條紋的讀數(shù)為匕,觀察到第M條亮條紋的讀數(shù)為力,請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算該單色光波長(zhǎng)的表達(dá)式4=o
【答案】單縫雙縫平行靠近C黑
【詳解】(1)口][2]圖中A為濾光片,2為單縫,C為雙縫。
(2)①[3]觀察到較模糊的干涉條紋,可以調(diào)節(jié)撥桿使單縫和雙縫平行,使條紋變得更清晰。
②[4]要想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),則條紋間距應(yīng)減小,根據(jù)條紋間距心=。彳可知需將毛玻璃屏
a
向靠近雙縫的方向移動(dòng)。
(3)⑸條紋間距是相鄰兩條亮條紋或相鄰兩條暗條紋,中央之間的距離,所以圖示中條紋間距表示正確的
是C項(xiàng)。
Y-
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