实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案.docx
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实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案
实验:
用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)
一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
1.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,某同学安装实验装置如图甲所示,调试好后能观察到清晰的干涉条纹.
(1)根据实验装置知,②、③、④依次是______、______、______.
(2)某次实验时,该同学调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心,如图乙所示,此时螺旋测微器的读数为______mm.
(3)转动手轮,使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置,再次从螺旋测微器上读数.若实验测得4条亮纹中心间的距离为∆x1=0.960mm,已知双缝间距为d=1.5mm,双缝到屏的距离为L=1.00m,则对应的光波波长λ=______mm.
2.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长:
(1)图甲中标示的器材“A”应为_______;
(2)图乙中测量头的读数为____mm;
(3)下列操作正确的是____。
A.先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B.接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压
C.观察到条纹比较模糊,可以调节拨杆进行调整
D.测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合
(4)下列图示中条纹间距表示正确是____。
3.某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图甲),游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时(如图乙),游标卡尺的示数如图丁所示,A与B间有3条条纹,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图丙中游标卡尺的示数为____________mm.图丁中游标卡尺的示数为__________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________________,所测光波的波长为________m.(保留两位有效数字)
4.某小组用如图所示装置做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验,为了测量红光的波长,将实验器材按要求安装在光具座上,如图所示。
在实验前该小组已获得的数据有:
双缝间的间距d,双缝到屏的距离l。
(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出N处的实验器材是______,该器材的作用是_________。
(2)如果把毛玻璃屏向远离N的方向移动,相邻两个暗条纹的中心间距将______(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)经测量,红光干涉相邻两个亮条纹的中心间距为
,请写出能够反映红光波长大小的表达式
______(用题给字母表示)。
(4)如果把红色滤光片换成绿色,相邻两个亮条纹的中心间距将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
5.下图为研究电磁感应现象的实验装置,部分导线已连接.
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好____________________.
(2)在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:
将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将______________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”).
(3)研究双缝干涉现象时,如图1所示,调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心A,示数如图2所示,其读数为__________mm.移动手轮至另一条亮条纹中心B,读出其读数为27.6mm.已知双缝片与光屏间距为0.6m,所用双缝相距0.2mm,则所测单色光波长为_________m.
图1图2
6.在用双缝干涉测光的波长的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,从仪器注明的规格可知,双缝间距d=0.20mm.现测得像屏与双缝屏间的距离L=60.0cm.然后,接通电源使光源正常工作.
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米(mm),游标尺上有50个分度.某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,映入眼帘的干涉条纹如图所示,他将分划板上的三条竖线对准a条纹,此时游标尺上的读数为x1=3.60mm;接着再转动手轮,将分划板上的三条竖线对准b条纹,此时游标尺上的读数如左图,则x2=_________mm.
(2)两个相邻亮纹(或暗纹)间距离的表达式为Δx=_________(用x1、x2表示);这种色光的波长的表达式λ=____________(用Δx、L、d表示).利用上述测量结果,代入数据经计算可得λ=_____________m(保留三位有效数字).
7.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,如图甲所示,将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.25mm的双缝屏。
从仪器注明的规格可知,单缝与双缝之间的距离为5.00cm,光屏与双缝屏间的距离L=60.00cm。
接通电源使光源正常工作。
(1)在图甲中,要使单缝与双缝相互平行,干涉条纹更加清晰明亮,以下操作最合理的是______;
A.移动光源B.转动双缝C.调节拨杆D.转动遮光筒
(2)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可______;
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
(3)某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次看到的干涉条纹如图乙所示,图乙中的数字是该同学给各暗纹的编号,分划板中心刻线对准1、2间的亮纹中心,此时游标尺的读数x1=9.30mm;接着再转动手轮,看到的的干涉条纹如图丙所示,此时游标卡尺读数如图丁所示,则读数x2=_____mm;利用上述测量结果,经计算可得这种色光的波长λ=____nm(计算结果保留三位有效数字)。
8.
(1)如图1所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、________(填写相应的器材)、双缝、遮光筒、光屏。
某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样,为了使干涉条纹的间距变宽,可以采取的方法是_________。
A.换用紫色的滤光片
B.换用红色的滤光片
C.使光源离双缝距离近一些
D.使光屏离双缝距离远一些
(2)选用缝间距为d的双缝屏。
从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离为L。
然后,接通电源使光源正常工作。
①已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。
某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示,图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图2(b)中游标尺上的读数
;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示,此时图3(b)中游标尺上的读数
______________;
②观察图2、图3,
为__________个暗条纹的宽度。
③在已知条纹间距为
,双缝间距d,像屏与双缝屏间的距离为L的情况下,这种色光的波长
_____________(用所给字母表示)。
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
1.单缝双缝遮光筒1.6804.8×10﹣4
【解析】
【详解】
(1)该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤
解析:
单缝双缝遮光筒1.6804.8×10﹣4
【解析】
【详解】
(1)该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏.注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线上.根据∆x=
λ知,增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距,可以增加相邻亮纹(暗纹)间的距离.
(2)螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm,可动刻度读数为0.01×18.0mm=0.180mm,所以最终读数为1.680mm.
(3)由题意可知,相邻条纹间距为∆x=
=0.32mm,根据∆x=
λ得,
λ=
=
mm=4.8×10﹣4mm.
【点睛】
解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,以及掌握双缝干涉条纹的间距公式∆x=
λ.
2.红光滤色片(写滤光片也对)(10.34~10.40)mmABCC
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中标示的器材“A”应为红光滤色片;
(2)[2].图乙中测
解析:
红光滤色片(写滤光片也对)(10.34~10.40)mmABCC
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中标示的器材“A”应为红光滤色片;
(2)[2].图乙中测量头的读数为:
10mm+18×0.02mm=10.36mm;
(3)[3].A.根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知,安装器材的过程中,先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头,故A正确;
B.若要小灯泡正常发光,则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压,故B正确;
C.观察到条纹比较模糊,可能是单缝与双缝不平行,可以调节拨杆进行调整,故C正确;
D.测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合,故D错误.
(4)[4].干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和,为两个相邻的明条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故图C是正确的,图ABD错误.
3.616.6减小误差6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的
解析:
616.6减小误差6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差;根据
求得
4.双缝获得相干光变大减小
【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然
解析:
双缝获得相干光变大
减小
【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以N处的实验器材是双缝;双缝的作用是获得相干光源。
(2)[3]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹,由于红光的波长大于蓝光的波长,根据
可知,红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽,所以相邻两个暗条纹的中心间距将变大。
(3)[4]根据公式
解得
(4)[5]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹,由于红光的波长大于绿光的波长,根据
可知,绿光的干涉图样的明暗相间的条纹更窄,所以相邻两个暗条纹的中心间距将减小。
5.
(1)如图;
(2)向右偏(3)19.46.8×10-7
【解析】
(1)连接电路时应组成两个回路:
将大线圈和电流计串联形成一个回路;将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串
解析:
(1)如图;
(2)向右偏(3)19.46.8×10-7
【解析】
(1)连接电路时应组成两个回路:
将大线圈和电流计串联形成一个回路;将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串联形成另一个回路即可,实物图如下图所示:
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明穿过线圈的磁通量增加,电流计的指针向右偏,合上开关后,将原线圈迅速从副线圈中插入时,穿过线圈的磁通量增加,电流计指针将向右偏;
(3)测量头工具为10分度的游标卡尺,故读数为:
19mm+4×0.1mm=19.4mm;根据条纹间距公式
可知,
,其中
,d=0.2mm,l=0.6m,代入数据得:
=6.8×10-7m
【点睛】
(1)注意在该实验中有两个回路,一个由大线圈和电流计串联而成,另一个由电键、电源、小线圈串联而成;
(2)根据题意应用楞次定律分析答题;
(3)利用光的干涉实验测量波长的实验原理为:
,即:
,读出第一条手轮读数a1和第二条条纹手轮读数a2,再利用
求相邻条纹间距
,代入数据便可求解波长.
6.60mm
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为11mm,游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm,所以最终读数为.
(2)[2][3][
解析:
60mm
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为11mm,游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm,所以最终读数为
.
(2)[2][3][4]两个相邻明纹(或暗纹)间的距离
根据
得
;
7.)CB18.45635
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要使单缝与双缝相互平行,应通过调节拔杆,带动单缝转动,使单缝与双缝平行,故C正确,ABD错误。
故
解析:
)CB18.45635
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要使单缝与双缝相互平行,应通过调节拔杆,带动单缝转动,使单缝与双缝平行,故C正确,ABD错误。
故选C。
(2)[2]由于目镜观察范围确定,要想观察到的条纹个数增加,应使条纹间距变窄,根据相邻亮条纹间距的公式
可减小屏与双缝的距离,增大双缝间距离,减小波长,故B正确,ACD错误。
故选B。
(3)[3]游标卡尺读数
[4]根据
解得
根据
代入数据
8.单缝BD15.026
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据实验原理,即可确定,再依据双缝干涉条纹间距公式,若要增加条纹宽度,则分析即。
(2)根据可知要求
解析:
单缝BD15.026
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据实验原理,即可确定,再依据双缝干涉条纹间距公式
,若要增加条纹宽度,则分析即。
(2)根据
可知要求波长
,已知L和d,则必需知道条纹间距
,根据图2(a)指示的为第0条亮条纹中央所在的位置,而图3(a)指示的为第6条亮条纹中间所在的位置。
故图2(a)中亮条纹与图3(a)中亮纹间的间隔为6个,从而求出
,最后求出
。
本题关键根据双缝干涉条纹间距公式
列式分析,要明确公式中的各个物理量的含义。
【解答】
(1)[1]该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。
注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线上。
[2]根据
知,增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距,可以增加相邻亮纹
暗纹
间的距离,若将黄色滤光片改成红色滤光片,则
变大,故条纹间距变大。
选项BD正确,AC错误。
故选BD。
(2)①[3]由3(b)知
②[4]观察图2、图3,很容易得到图中暗纹2(a)与图3(a)中暗纹间的间隔为6个;
③[5]由
得
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