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1、4实验:用双缝干涉测量光的波长课后训练案巩固提升(40分钟)1.下图是用双缝干涉仪测光的波长的实验装置示意图:(1)图中是光源,是光屏,它们之间的依次是、和。(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离()A.增大和之间的距离B.增大和之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离解析：(1)题图实验设备中依次是滤光片、单缝、双缝。(2)由公式x=ld知,在一定的情况下,要使x增大,必须增大l或者减小d或者改用波长更长的单色光,所以选项B正确。答案：(1)见解析：(2)B2.某次实验中测得第一级亮条纹和第三级亮条纹相距4.010-2 m,若双缝间距为0.1 mm,双缝
2、到屏的距离为l=4.0 m,则光波的波长为()A.8.010-8 mB.5.010-7 mC.1.510-8 mD.1.610-8 m解析：条纹间距x=an-1=4.010-22 m=2.010-2 m,由x=ld,可得=dxl=5.010-7 m。答案：B3.(1)如图所示,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、遮光筒、光屏。(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准
3、B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长= m(结果保留两位有效数字)。(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改进办法有。A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光B.增大双缝间距C.增大双缝到单缝的距离D.增大双缝到屏的距离解析：(1)由题图可知,是滤光片,是单缝,是双缝。(2)由x=ld可得=xdl=d(x2-x1)7l=510-4(15.710-3-11.110-3)70.5 m=6.610-7 m。(3)由x=ld可知,要使x增大,可改用波长较长的光(如红光)作为入射光,可减小双缝间距,可增大双缝到屏的距离,故选项A、D正确,选项B、C错误。答案：(1)滤光
4、片单缝双缝(2)6.610-7(3)AD4.频率为61014 Hz的激光从S1和S2投射到屏上,若屏上的点P到S1与到S2的路程差为310-6 m,那么点P处是亮条纹还是暗条纹?设O为到S1和S2的路程相等的点,则PO间有几条暗条纹、几条亮条纹?(不含O、P两点处)解析：单色光的波长=cf=310861014 m=510-7 m,路程差为r=310-6 m,r2=310-65210-7=12,即路程差是半波长的偶数倍,P点出现亮条纹,而O点处为中央亮条纹,所以,在PO间有5条亮条纹、6条暗条纹。答案：亮条纹6条暗条纹、5条亮条纹5.导学号73884116某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置
5、如图甲所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图乙中的黑点代表亮点的中心位置。(1)通过测量相邻两点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为l,感光片上相邻两亮点间的距离为b,则激光的波长=。该同学测得l=1.000 0 m、缝间距a=0.220 mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的亮点的距离时,尺与亮点的中心位置如图乙所示。(图中黑点表示亮点的中心)图乙中第1到第4个光点的距离是 mm。实验中激光的波长= m。(保留两位有效数字)(2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上
6、相邻两光点间的距离将。解析：(1)由x=ld可得=xdl,将d=a,x=b代入可得=abl;题图乙中游标卡尺是10个等分刻度,精确度为0.1 mm,读数为8 mm+0.15 mm=8.5 mm;故b=8.53 mm=2.83 mm,所以=abl=0.22010-32.8310-31.000 0 m=6.210-7 m。(2)将红激光换成蓝激光后波长变短,由x=ld可知,屏上相邻两光点间的距离x将变小。答案：(1)abl8.56.210-7(2)变小6.导学号73884117现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,
7、用以测量红光的波长。(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C,A。(2)本实验的步骤:取下遮光筒左侧的元件,调节光源亮度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮。按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上。用刻度尺测量双缝到屏的距离。用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤中还应注意和。(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数mm,求得相邻亮条纹的间距x为mm。(4)已知双缝间距d为2.010-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算式=,求得所测红光波长为mm。解析：(1)易知为E,D,B。(2)单缝和双缝的间距为510 cm,单缝和双缝应互相平行。(3)按螺旋测微器的读数方法知,题图乙示数应是13.870 mm。相邻亮条纹的间距x=x6-1=2.310 mm。(4)=dxl=6.610-4 mm。答案：(1)E,D,B(2)单缝和双缝间距510 cm使单缝与双缝相互平行(3)13.8702.310(4)dlx6.610-4
