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1、课时评价作业基础达标练1.(多选)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图,图中是光源,是滤光片,是单缝,是双缝,是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两条亮条纹之间距离的是( )A.增大和之间的距离B.增大和之间的距离C.已知绿红 ,将绿色滤光片改成红色滤光片D.增大双缝之间的距离答案:1.B ; C解析:光屏上相邻两条亮条纹之间的距离x=ld , 和之间的距离为l ,增大和之间的距离可增大相邻两条亮条纹之间的距离,B 正确;将绿色滤光片改成红色滤光片,增大了入射光的波长,相邻两条亮条纹之间的距离增大,C 正确;增大双缝之间的距离d ,相邻两条亮条纹之间的距离减小,D 错误;增大和之间
2、的距离,不会改变相邻两条亮条纹之间的距离,A 错误。2.“用双缝干涉测量光的波长”是光学中的一个重要实验,通过本实验测出双缝到屏间的距离l 、双缝间的距离d 及相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距x ,就可以计算出光的波长 ,其公式是 。如图,把氦氖激光器及双缝干涉仪放在特制的介质折射率为43 的装置中,在屏上得到一干涉图样,事先测得双缝到屏间的距离为10.8m ,双缝间的距离为0.44mm ,现测得7条亮条纹间的距离为9.0cm ,则此激光在真空中的波长为 m 。答案:2.=xdl ; 8.1510-7解析: 由x=ld 可知=xdl ,x=9.07-1cm=1.5cm ,又n=真 ,联立以上各
3、式并代入数据得真8.1510-7m 。3.在利用双缝干涉测量光波波长时,首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行,当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺去测量,转动手轮,移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐时,如图甲所示,将此明纹记为1,然后再转动手轮,分划板中心刻线向右移动,依次经过2、3明纹,最终与明纹6中心对齐,分划板中心刻线与明纹1和明纹6中心对齐时,游标卡尺示数分别如图中乙、丙所示(游标卡尺为10分度),则图乙对应的读数为 m ,图丙对应的读数为 m 。用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00cm ,由双缝上标示获知双
4、缝间距为0.2mm ,则发生干涉的光的波长为 m 。在实验中,若经粗调后透过测量头上的目镜观察,看到明暗相间的条纹很暗,造成这种情况的一种可能原因是 。答案:3.1.9410-2 ; 2.8410-2 ; 6.0010-7 ; 原因见解析解析:图乙对应读数为1.9410-2m 。图丙对应的读数为2.8410-2m 。根据公式x=ld ,可得=xdl=6.0010-7m 。若粗调后看到的干涉条纹很暗,则可能的原因是单缝与双缝不平行。4.如图甲所示,在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.20mm 的双缝。从仪器注明的规格可知,光屏与双缝间的距离l
5、=700mm 。然后,接通电源使光源正常工作。(1)已知测量头上主尺的分度值是1mm ,游标尺为20分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻度线与某条纹A 中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和游标尺的示数情况如图丙所示,此示数为 mm ;接着再转动手轮,使分划板中心刻度线与某条纹B 中心对齐,测得A 到B 条纹间的距离为8.40mm 。利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长=m (保留两位有效数字)。(2)另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置做了一下改动后,在光屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可
6、能实现这个效果的是 。A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间B.仅将单缝向远离双缝的方向移动少许C.仅将单缝与双缝的位置互换D.仅将红色的滤光片换成绿色的滤光片答案:4.(1)0.25 ; 4.810-7 (2)D解析: (1)图中测量头的主尺的读数为0,游标尺的刻度线5与主尺的某刻度线对齐,则读数为0mm+0.055mm=0.25mm ;A 到B 条纹间的距离为8.40mm ,由图可以知道A 到B 条纹间的距离为5个条纹间距,则x=8.405mm=1.68mm ;根据公式x=ld 得=dxl=0.201.68700mm=4.810-7m 。(2)对实验装置做了一下改动后,在光屏上仍能观察到清晰的条
7、纹,且条纹数目有所增加,可以知道条纹的间距减小,由公式x=ld ,可知仅将滤光片移至单缝和双缝之间, 、l 与d 都不变,则x 不变,A 错误;仅将单缝向远离双缝的方向移动少许, 、l 与d 都不变,则x 不变,B 错误;仅将单缝与双缝的位置互换,将不能正常观察双缝干涉,C 错误;仅将红色滤光片换成绿色滤光片, 减小,l 与d 都不变,则x 减小,D 正确。素养提升练5.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。(1)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察实验现象后,总结出以下几点:A. 灯丝和单缝及双缝必须平行放置B. 干涉条纹与双缝垂直C. 干涉条纹疏密程度与双缝间距离
8、有关D. 干涉条纹间距与光的波长有关以上几点正确的是 。(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时,手轮上的示数如图乙所示,该读数为 mm 。(3)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,如图丙所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距x 时,测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)实际值。答案:5.(1)ACD (2)0.702(0.7010.703) (3)大于解析: (1)实验中,灯丝和单缝及双缝必须平行放置,故A 正确;干涉条纹与双缝平行,故B 错误;根据干涉条纹的间距公式x=Ld 知,干涉条纹疏密程度及间距与双缝间距离、光的波长有关,故C 、D 正确。(2)读数为0.
9、5mm+0.0120.2mm=0.702mm 。(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,条纹间距x 测量值偏大。6.利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝间距d=0.4mm ,双缝到光屏的距离l=0.5m ,用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图甲所示,分划板中心刻线在图甲中A 、B 位置时游标卡尺读数如图乙所示,则:(1)分划板中心刻线在图甲中A 、B 位置时游标卡尺读数分别为xA=mm ,xB=mm ,相邻两条纹间距x=mm 。(2)波长的表达式 (用x 、l 、d 表示),该单色光的波长=m 。(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将 (填“变大”“不
10、变”或“变小”)。答案:6.(1)11.1 ; 15.6 ; 0.75 (2)dlx ; 6.010-7 (3)变小解析: (1)由题图乙可知xA=11.1mm ,xB=15.6mm ,x=16(15.6-11.1)mm=0.75mm 。(2)由x=ld 得=dlx=0.410-30.50.7510-3m=6.010-7m 。(3)由x=ld 可知,波长越长的光,干涉条纹间距越大。根据频率、光速与波长的关系可知,频率越大的光,波长越短,干涉条纹间距越小。7.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(1)如图1所示,甲、乙都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是 。图1(
11、2)将下表中的光学元件放在图2所示的光具座上组装成“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置,并用此装置测量红光的波长。图2元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C 放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,各光学元件的排列顺序应为 。(填写元件代号)(3)已知该装置双缝间距d=0.50mm ,双缝到光屏的距离l=0.50m ,在光屏上得到的干涉图样如图3中(a) 所示,分划板中心刻线在图中A 位置时游标卡尺示数如图3中(b) 所示,则其读数为 mm ;在B 位置时游标卡尺示数如图3中(c) 所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 m 。(
12、保留两位有效数字)图3答案:7.(1)甲(2)EDBA (3)111.10 ; 6.410-7解析: (1)光的干涉条纹是等间距的,故题图1中的干涉图样是甲。(2)根据实验原理可知,图2中的光具座上自左向右放置的光学元件依次为白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、光屏,故顺序为EDBA 。(3)由题图3中(b) 可知,A 位置所对应的游标卡尺读数为x1=111mm+20.05mm=111.10mm ,由题图3中(c) 可知,B 位置所对应的游标卡尺读数为x2=115mm+120.05mm=115.60mm ,故条纹间距x=x2-x170.64mm ,将其代入x=ld ,得=dlx=0.5010
13、-30.500.6410-3m=6.410-7m 。创新拓展练8.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,要把它们放在如图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置,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最佳顺序应为:C 、 、A 。(2)本实验的步骤有:取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,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;用米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
14、骤时还应注意 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乙所示。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,记下此时图丙中手轮上的示数为 mm ,求得相邻亮条纹的间距x 为 mm 。(4)已知双缝间距d=2.010-4m ,测得双缝到屏的距离l=0.700m ,由计算式= ,求得所测红光波长=nm 。答案:8.(1)E 、D 、B (2)单缝和双缝间距为510cm ; 使单缝与双缝相互平行(3)13.870 ; 2.310 (4)dlx ; 6.6102解析: (1)通过滤光片获得单色光,通过单缝获得线光源,通过
15、双缝获得相干光,故最佳顺序为C 、E 、D 、B 、A 。(3)题图丙中固定刻度读数为13.5mm ,可动刻度读数为37.00.01mm ,二者相加为13.870mm ,题图乙中的读数为2.320mm ,所以x=13.870-2.3206-1mm=2.310mm 。(4)根据x=ld ,得=dlx ,代入数据得=6.6102nm 。思路导引 解决本题的关键在于掌握“用双缝干涉测光的波长”的实验步骤和实验原理以及掌握螺旋测微器的读数方法。关键点拨 (1)调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。(3)调节测量头时,应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,转动手轮,使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离。(4)不要直接测x ,要测多条亮条纹的间距再计算平均值得到x ,这样可以减小误差