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1.某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1 所示,其中测量头包括毛
玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一
条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别
单色光1
10.60
18.64
单色光2
8.44
18.08
根据表中数据,判断单色光1 为 (填“红光”或“绿光”)。
2.“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图甲所示。
(1)光具座上a、b、c 处放置的光学元件依次为( )
A.滤光片、双缝、单缝 B.滤光片、单缝、双缝
C.滤光片、单缝、单缝 D.滤光片、双缝、双缝
(2)某同学用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻度线对准亮条纹A 的
中心,如图乙所示,记录手轮上的示数x1,然后他转动测量头,使分划板中心刻度线对准
1
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亮条纹B 的中心,这时手轮上的示数是x2,其中x1<x2,若测得双缝与屏之间的距离为l,
双缝间距为d,则对应光波的波长λ=
3.如题图甲所示,在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上位置A 应安装
(选填“单缝”或“双缝”),位置B 应安装 (选填“单缝”或“双缝”);
实验时,某同学手轮上的示数如题图乙所示,此时的读数为 mm。
4.如图甲,让一束红色的激光通过双缝,在光屏上观察到的图案应该是图
(填乙或丙),如果只增大光屏与双峰屏的间距,光屏上条纹宽度会 。
5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中:
(1)如图甲所示,光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件,其中a、b、c、d 各元
件的名称依次是 (填选项前的字母):
A.单缝、滤光片、双缝、光屏
B.单缝、双缝、滤光片、光屏
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C.滤光片、单缝、双缝、光屏
D.滤光片、双缝、单缝、光屏
(2)以下操作中一定能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是 (填选项前的字母);
A.将红色滤光片改为绿色滤光片
B.增大双缝之间的距离
C.增大图中的b 和c 之间的距离
D.增大图中的c 和d 之间的距离
(3)若在另一次实验操作中,发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,
如图乙所示,则 (填选项前的字母)。
A.此现象是单缝与双缝不平行造成的
B.此情形下波长的测量值大于真实值
6.小丽用双缝干涉实验装置测量某单色光的波长。
(1)将实验仪器按图甲方式安装在光具座上,图中 (填“A”、“B”或“C”)位置是
双缝的位置。
(2)通过调整,小丽从目镜中看到如图乙所示的图像,当她将中心刻线对准某一条亮条纹
中心时,此时记为第1 条,测量头游标卡尺读数为
,当移至第n 条亮条纹中央时,测量
头游标卡尺读数如图丙所示,则此读数
为 mm,已知单缝与双缝的距离
,双缝与
屏的距离
,单缝宽
,双缝间距为
,由以上物理量求得所测单色光的波长为
(用已知物理量符号表示)
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7.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,选用红色滤光片和间距为0.20 mm 的双缝,双
缝与屏的距离为600 mm。某同学正确操作后,在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹。换成
紫色滤光片正确操作后,使测量头分划板刻线与第k 级暗条纹中心对齐,在目镜中观测到
的是图乙中的 (填字母),此时测量头的读数为25.70 mm,沿同一方向继续
移动测量头使分划板刻线与第k+5 级暗条纹中心对齐,此时测量头标尺如图丙所示,其读
数是 mm,紫光的波长等于 mm。
8.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
甲),并选用缝间距为d 的双缝屏。毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正
常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a 处和b 处,则 ;
A.看不到干涉现象
B.可观察到水平方向的干涉条纹
C.可观察到竖直方向的干涉条纹
(2)下列关于本实验的操作与叙述正确的是 ;
A.若取下红色滤光片,其他实验条件不变可观察到明暗相间的白条纹
B.若取下红色滤光片换上蓝色滤光片,其他条件不变可观察到干涉条纹间距减小
C.换用间距稍大的双缝,干涉条纹间距增大
(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中
A、B 位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2,则入射的单色光波长的计算表达式为λ=
。分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图丙所示,则其读数为 cm。
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(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丁所示,则在这种
情况下测量干涉条纹的间距Δx 时,测量值 真实值。(填“大于”、“小于”或“等
于”)
9.利用双缝干涉测量光的波长实验中,双缝相距d,双缝到光屏的距离L,用某种单色光
照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B 位置时游标卡尺读数如图所示,则:
(1)分划板在图中A、B 位置时游标卡尺读数分别为
mm,
mm,相邻两条纹间距
mm;
(2)波长的表达式
(用
、L、d 表示);
(3)若将滤光片由红色换为绿色,得到的干涉条纹间距将 (选填“变大”
“不变”或“变小”);
(4)若仅将屏向远离双缝的方向移动。可以 (填“增加”或“减少”)从目
镜中观察到的条纹个数。
10.邹同学利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示,单色光在双缝与毛玻璃之
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间发生干涉,在目镜中可观察到干涉条纹。
(1)在实验当中,该同学观察到的图像如图乙所示,发现测量头中的分划板中心刻线与干涉
条纹不在同一方向上,为了使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,下列操作中可行
的有________。
A.仅适当调节拨杆方向
B.仅将遮光筒旋转一个适当角度
C.仅将测量头旋转一个适当角度
D.仅将双缝旋转一个适当角度
(2)若该同学观察到的图像如图乙所示,在未进行调整的情况下继续实验,则会导致测得的
光的波长 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)该同学正确操作后观察到的干涉条纹如图丙所示,转动测量头的手轮,使分划板中心刻
线对准
位置,手轮的示数如图丁所示,此时手轮的读数为
。
(4)已知双缝间距为
,双缝到屏的距离为,分划板中心刻线对准
位置时手轮的示数记作
,继续转动手轮,分划板中心刻线对准
位置时手轮的示数记作
,则所测单色光的波
长
(用题中物理量符号表示)。
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参考答案:
1.绿光
【详解】根据
,可得
由图表带入数据可知
故
则
已知绿光的波长小于红光波长,则单色光1 是绿光。
2. B
【详解】(1)[1]“用双缝干涉测量光的波长”实验装置中,光具座上a、b、c 处放置的光
学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选B。
(2)[2]由图可知,相邻条纹间距为
根据公式
,联立可得
3. 单缝 双缝 2.333(2.332~2.334 均可)
【详解】[1][2]光源产生的光先通过单缝发生衍射,将单缝看作光源,再通过双缝发生干涉,
让双缝干涉实验效果更明显。故位置A 应安装单缝,位置B 应安装双缝。
[3]读数为
1
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4. 乙 变宽
【详解】[1]双缝干涉的条纹图样是等间距的,所以观察到的图样是乙;
[2]如果只增大光屏与双峰屏的间距,根据双缝干涉条纹的间距公式
光屏上条纹宽度会变宽。
5.(1)C
(2)D
(3)B
【详解】(1)为了获取单色的线光源,光源后面应放置滤光片、单缝,单缝形成的相干线
性光源经过双缝产生干涉现象,因此a、b、c、d 元件依次为滤光片、单缝、双缝和光屏,
故C 正确,A、B、D 错误。
故选C。
(2)A.根据双缝干涉的条纹间距公式
可知,将红色滤光片改为绿色滤光片,波
长变小,则双缝干涉条纹的间距变小,A 错误;
B.根据双缝干涉的条纹间距公式
可知,增大双缝之间的距离,双缝干涉条纹间
距变小,B 错误;
CD.增大图中的c 和d 的距离,即增大双缝与光屏间的距离,根据双缝干涉的条纹间距公
式
可知,双缝干涉条纹间距变大;但增大图中的b 和c 之间的距离,双缝与光屏
间的距离l 不一定增大,根据双缝干涉的条纹间距公式
可知双缝干涉条纹间距不
一定变大,C 错误,D 正确。
故选D。
(3)A.图所示出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行,应调节测量头使干涉
条纹调成与分划板中心刻线同一方向上;若单缝与双缝不平行,在光屏上却观察不到干涉
图样,A 错误;
B.此情形将造成条纹间距的测量值偏大,根据双缝干涉的条纹间距公式可知波长的测量
值将偏大,B 正确;
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故选B。
6. C 9.00
【详解】(1)[1]图中C 位置是双缝的位置;
(2)[2]由图可知游标卡尺的读数为
[3]由双缝干涉条纹的间距公式
所以有
7. D 19.40 420
【详解】换成紫色滤光片后,光的波长变小,条纹间距变小,B 错,条纹方向不变,C 错,
分划板中心刻线的位置是不变的,A 错,D 对;游标尺的读数为19 mm+8×0.05 mm=19.40
mm;
根据Δx= ×(25.70-19.40)mm=1.26 mm。
根据Δx= λ,解得λ=
=4.2×10-7 m=420 nm。
8. C B
1.11 大于
【详解】(1)[1]缝和双缝均沿竖直方向,因此得到的干涉条纹为竖直方向的干涉条纹。
故选C。
(2)[2]A.若取下红色滤光片,在毛玻璃屏上观察到的是白光(复色光)的干涉条件,因
此观察到的是彩色条纹,故A 错误;
B.根据
若取下红色滤光片换上蓝色滤光片,则光的波长变小,干涉条纹间距变小,故B 正确;
C.根据
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换用间距稍大的双缝,则干涉条纹间距变小,故C 错误。
故选B。
(3)[3]根据题意,相邻亮条纹之间的距离为
根据双缝干涉条纹间距公式
单色光波长
[4]10 分度值的游标卡尺的精确度为0.1mm,读数11mm+1×0.1mm=11.1mm=1.11cm
(4)[5]从图中可以看出,若条纹倾斜,测得的间距将比实际的大。
9. 11.1 15.6 0.75
变小 减少
【详解】(1)[1][2]游标卡尺读数分别为
[3]相邻两条纹间距
(2)[4]由
得
(3)[5]由
知频率高的单色光波长短,所以根据
4
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判断出干涉条纹间距将变小。
(4)[6]若仅将屏向远离双缝的方向移动,根据
可知条纹间距变大,则从目镜中观
察到的条纹个数减少。
10.(1)C
(2)偏大
(3)15.078##15.076##15.079##15.077
(4)
【详解】(1)因为有清晰的干涉图样,所以不用调节拨杆方向,也不用调节双缝的角度,
题中问题是分划板中心线与干涉条纹不平行,所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心
刻线在同一方向上,所以其他不动,将测量头旋转一个适当角度,或者其他不动,将遮光
筒转一个适当角度。
故选BC。
(2)若该同学观察到的图像如图乙所示,在未进行调整的情况下继续实验,测得的条纹间
距偏大,由公式
可知若其他操作无误,上述情形下测得的波长偏大。
(3)手轮的读数为
(4)根据公式
其中
解得
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