高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題57 雙縫干涉測光的波長練含解析1

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1、 專題57 雙縫干涉測光的波長（練） 1．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在圖7所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長． （1）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，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、A． （2）本實(shí)驗(yàn)的步驟有： ①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮； ②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上； ③用米尺測量雙縫到屏的距離； ④用測量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測微器）測量數(shù)條亮紋間的距

2、離． 在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意________和________． 【答案】（1）EDB?。?）單縫和雙縫間距5 cm～10 cm和使單縫和雙縫相互平行． 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源．濾光片．單縫．雙縫．遮光筒．光屏．注意調(diào)節(jié)光學(xué)元件各中心位于遮光筒的軸線上，螺旋測微器的讀數(shù)方法，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式 2．在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，測量頭示意圖如圖所示，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板中心剖線對齊某亮條紋的中心，此時(shí)測量頭的讀數(shù)為_________________mm，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃線向一側(cè)移動(dòng)，到另一條亮條紋的中心位置，由測量頭再

3、讀出一讀數(shù)．若實(shí)驗(yàn)測得第一條到第五條亮條紋中心間的距離為Δx = 0．960mm，已知雙縫間距為d=1．5mm，雙縫到屏的距離為L=1．00m，則對應(yīng)的光波波長=________nm． 【答案】1．630 ， 360 【解析】主尺讀數(shù)為1．5mm，可動(dòng)刻度為13．00．01mm，所以讀數(shù)為1．630，由可知波長為 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，需估讀．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=λ． 3．利用雙縫干涉測定光的波長實(shí)驗(yàn)中，取雙縫間距D=0．25mm， 雙縫光屏間距離L=0．5m，用某種單色光照射雙縫得

4、到干涉圖象如圖，分劃板在圖中A、B位置時(shí)手輪讀上的讀數(shù)如圖，則圖中A位置的讀數(shù)為mm，B位置的讀數(shù)為mm，單色光的波長為m。 【答案】2．192mm （ 2．190mm—2．195mm都給1分） 7．868mm（7．865mm—7．870mm都給1分）4．1m 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，需估讀．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=λ． 1．用雙縫干涉測光的波長，已知雙縫與屏的距離L=0．700m，雙縫間距d=0．200mm。用測量頭來測量亮紋中心的距離。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分

5、劃板左右移動(dòng)，讓分劃板的中心刻線對準(zhǔn)亮紋的中心（如圖（乙）所示），記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)。 （1）分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第6條亮紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如圖（丙）所示，則對準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)x1=___________mm、對準(zhǔn)第6條時(shí)讀數(shù)x2= _____________mm （2）寫出計(jì)算波長λ的表達(dá)式，λ=________________（用x1、x2、L、d表示，不用計(jì)算）。 （3）在屏上觀察到了干涉條紋．如果將雙縫到屏距離增大，則屏上的干涉條紋的間距將 _____（變大、不變或變?。? 【答案】（

6、1）x1=1．1900．001mmx2= 9．8690．001mm （2）λ= d（x2–x1）/5L（用x1、x2、L、d表示，不用計(jì)算） （3） 變大 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，需估讀．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=λ． 2．某同學(xué)在做“雙縫干涉測定光的波長”實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時(shí)（如圖1），游標(biāo)卡尺的示數(shù)（如圖3）所示，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時(shí)（如圖2），游標(biāo)卡尺的示數(shù)（如圖4）所示。已知雙縫間距d=0．5mm，雙縫到屏的距離L=1．0m。則： （1）（圖3）中

7、游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm。 （2）（圖4）中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm。 （3）所測光波的波長為 m。（保留兩位有效數(shù)字） （3） （4） 0 1 2 3 0 5 10 0 1 2 3 0 5 10 （1） （2） A B A B 【答案】（1）11．4； （2）16．6；（3）6．510-7（每空2分） 【解析】此題涉及光學(xué)實(shí)驗(yàn)“雙縫干涉測定光的波長”。由游標(biāo)卡尺可得，，。則縫寬為。代入公式得，=6．510-7m。 【考點(diǎn)】本題注重基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)據(jù)處理的考查。 【名師點(diǎn)睛】此題考查了雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)；解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺

8、的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需要估讀；掌握條紋間距。 3．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，要使屏上單色光的干涉條紋之間的距離變寬，可采取以下辦法： （1）____________________；（2）____________________；（3）__________________． 為測量紅光的波長，現(xiàn)測得屏上6條亮光紋間的距離為7．5 mm，已知雙縫間的距離為0．5 mm，雙縫到屏幕的距離為1 m，則此紅光波長為________________． 【答案】使用波長λ較長的單色光 增加雙縫到光屏間距離或選用較長的遮光筒 減小雙縫之間的距離 7．510-7 m 【名師點(diǎn)睛】此題考查了

9、雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)；解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需要估讀；掌握條紋間距。 1．【2016江蘇卷】在上述楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長λ=5．8910-7m，雙縫間的距離d=1mm，雙縫到屏的距離=2m．求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距． 【答案】1．17810–2 m 【解析】相鄰亮條紋的中心間距 由題意知，亮條紋的數(shù)目n=10 解得，代入數(shù)據(jù)得L=1．17810–2 m 【方法技巧】重點(diǎn)考查條紋間距的公式。 2．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距與綠光的干涉條紋間

10、距相比（填“＞”“＜”或“＝”）。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長為，雙縫到屏幕的距離為，測得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為，則雙縫之間的距離為。 【答案】＞ 【方法技巧】重點(diǎn)考查條紋間距的公式。 3．【2014江蘇卷】某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到題12B-1（甲）圖所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如題12B-1（乙）圖所示。他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是 A．減小光源到單縫的距離 B．減小雙縫之間的距離 C．減小雙縫到光屏之間的距離 D．換用頻率更高的單色光源 【答案】 B 【解析】通過觀察發(fā)現(xiàn)，圖乙中干涉條紋的寬度比甲圖中的大，根據(jù)干涉條紋寬度干涉有：Δx＝，因此可以使縫屏距l(xiāng)變大，雙縫距d減小，或換用波長較長即頻率較低的光，以達(dá)到要求，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；選項(xiàng)B正確；與光源到單縫的距離無關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。 - 6 -