人教版(新教材)高中物理選擇性必修1課時(shí)作業(yè)1：4 4 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)練習(xí)

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第一冊(cè)PAGEPAGE14實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)1.(2020·廈門外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二第二學(xué)期期中)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到如圖1甲所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖乙所示．他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是()圖1A．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〗改變條件后亮條紋之間的間距變大，由公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，要使Δx增大，可增大雙縫到光屏之間的距離l，C錯(cuò)；減小雙縫之間的距離d，B對(duì)；換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)，即頻率更低的單色光源，D錯(cuò)；改變光源到單縫的距離不會(huì)改變?chǔ)，A錯(cuò)．2.(多選)關(guān)于“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是()A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應(yīng)相互平行B．觀察到的白光的干涉圖樣是：在視野中可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級(jí)干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級(jí)亮條紋為中心左右對(duì)稱，在第一級(jí)亮條紋中紫色在最外側(cè)C．看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，且紅條紋的相鄰條紋間距比綠條紋的相鄰條紋間距大D．測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)量頭的分劃板的中心刻線對(duì)齊條紋的中心再讀數(shù)〖答案〗ACD3．如圖2所示，A、B、C、D代表雙縫產(chǎn)生的四種干涉圖樣，回答下面問題：圖2(1)如果A圖樣是紅光通過(guò)雙縫產(chǎn)生的，那么換用紫光得到的圖樣用________圖樣表示最合適．(2)如果將產(chǎn)生B圖樣的雙縫距離變小，那么得到的圖樣用________圖樣表示最合適．(3)如果將產(chǎn)生A圖樣的雙縫到屏的距離變小，那么得到的圖樣用________圖樣表示最合適．(4)如果將A圖樣的裝置從空氣移入水中，那么得到的干涉圖樣用________圖樣表示最合適．〖答案〗(1)C(2)D(3)C(4)C〖解析〗(1)光源由紅光換成紫光時(shí)，λ變小，根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，相應(yīng)Δx也變小，故選C；(2)雙縫距離d減小時(shí)，Δx變大，故選D；(3)雙縫到屏的距離l變小，得到的圖樣的Δx變小，故選C；(4)將裝置從空氣移入水中時(shí)，波長(zhǎng)λ減小，Δx也減小，故選C.4．(2020·廈門一中高二下學(xué)期期中)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻線對(duì)齊第2條亮條紋的中心時(shí)(如圖3甲中的A)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，第二次分劃板中心刻線對(duì)齊第6條亮條紋的中心時(shí)(如圖丙中的B)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示．已知雙縫間距d＝0.5mm，雙縫到屏的距離l＝1m，則：圖3(1)圖乙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為________cm.(2)圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為________cm.(3)所測(cè)光波的波長(zhǎng)為________m(保留兩位有效數(shù)字)．〖答案〗(1)1.250(2)1.775(3)6.6×10－75．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉儀按要求安裝在光具座上，如圖4所示，從儀器注明的規(guī)格可知，雙縫間距d＝0.20mm.現(xiàn)測(cè)得屏與雙縫間的距離L＝60.0cm.然后，接通電源使光源正常工作．圖4(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米(mm)，游標(biāo)尺上有50個(gè)分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，干涉條紋如圖5所示，他將分劃板上的中心刻線對(duì)準(zhǔn)a條紋，此時(shí)游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)為x1＝3.60mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，將分劃板上的中心刻線對(duì)準(zhǔn)b條紋，此時(shí)游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)如圖6所示，則x2＝________mm.圖5圖6(2)兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間距離的表達(dá)式為Δx＝________(用x1、x2表示)；這種色光的波長(zhǎng)的表達(dá)式λ＝________(用Δx、l、d表示)．利用上述測(cè)量結(jié)果，代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得λ＝________m(保留三位有效數(shù)字)．〖答案〗(1)11.60(2)eq\f(x2－x1,4)eq\f(d,l)Δx6.67×10－7〖解析〗(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.02mm×6×5＝0.60mm，所以最終讀數(shù)為x2＝11.60mm.(2)兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離Δx＝eq\f(x2－x1,4)，根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ，得λ＝eq\f(dΔx,l)，代入數(shù)據(jù)解得λ≈6.67×10－7m.6．如圖7甲所示是利用雙縫干涉測(cè)量某單色光波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)得雙縫屏到毛玻璃屏的距離l為0.2m、雙縫間的距離d為0.4mm，圖乙是通過(guò)該儀器的觀測(cè)裝置看到的毛玻璃屏上的干涉圖樣，其中1、2、3、4、5…是亮條紋的編號(hào)，圖丙、圖丁是利用該儀器測(cè)光的波長(zhǎng)時(shí)觀察到的情景，圖丙是測(cè)第1號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)觀測(cè)裝置上千分尺的讀數(shù)為________mm，圖丁是測(cè)第4號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)觀測(cè)裝置上千分尺的讀數(shù)為________mm.根據(jù)上面測(cè)出的數(shù)據(jù)可知，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝________mm，計(jì)算波長(zhǎng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式λ＝________，被測(cè)光的波長(zhǎng)為________nm.圖7〖答案〗0.5101.4850.325eq\f(Δx·d,l)650〖解析〗題圖丙是測(cè)第1號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)千分尺的讀數(shù)為0.5mm＋0.01×1.0mm＝0.510mm；題圖丁是測(cè)第4號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)千分尺的讀數(shù)為1mm＋0.01×48.5mm＝1.485mm；相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(1.485－0.510,3)mm＝0.325mm；根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，得λ＝eq\f(Δx·d,l)，代入數(shù)據(jù)得：λ＝eq\f(0.325×10－3×0.4×10－3,0.2)m＝6.5×10－7m＝650nm.7．(2020·唐山一中高二第二學(xué)期期中)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題：圖8(1)如圖8(a)、(b)兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________．(2)將下表中的光學(xué)元件放在圖(c)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元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，各學(xué)光元件的排列順序應(yīng)為________．(填寫元件代號(hào))(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(d)所示，分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(e)所示，則其示數(shù)xA＝________mm；在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(f)所示，則相鄰兩條亮條紋間距Δx＝________