4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 同步练习（含解析）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（机构 ）

4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 一、实验探究题 1.用双缝干涉测光的波长，实验装置如图1所示，已知单缝与双缝间的距离为L1 ， 双缝与屏的距离为L2 ， 双缝间距为d，用测量头来测量亮纹中心的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图2所示），记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。 （a）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图3所示，则对准第1条时的读数x1=________mm，对准第4条时的读数x2=________mm； （b）计算波长λ的表达式为λ=________（用题中所给的符号表示） 2.如图甲所示是“用双缝干涉测光的波长”的实验装置示意图，包括白光光源、单缝、双缝、滤光片、凸透镜（焦距12cm）和测量头（由目镜、毛玻璃、分划板和手轮构成），其中单缝、双缝以及测量头可跟遮光简组装在一起。 （1）关于器材安装，下列说法正确的是___________。 A.凸透镜到光源的距离为6cm B.图甲中①是凸透镜，②是滤光片 C.单缝必须跟双缝相互平行 D.单缝到双缝的距离越大越好 （2）某次实验使用红色滤光片，当分划板中心刻线与第5条红色亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图乙所示，其读数为________。 （3）若实验中所使用的双缝间距为d，双缝到毛玻璃的距离为L，某次实验测得相邻红色条纹的间距为 ，则所测红光的波长为________。 3.          （1）在测量波长的实验中，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。 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； （2）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，可求得所测红光波长为________nm。 4.用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样。图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是带有双缝的遮光筒，⑤是光屏。双缝之间的距离是0.2mm，用的是蓝色滤光片，从右侧目镜中可以看到蓝色干涉条纹。 （1）下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是__________。 A.增大双缝之间的距离 B.把单缝向双缝的方向移动 C.将蓝色滤光片改成红色滤光片 D.把光屏向靠近双缝的方向移动 （2）转动测量头的手轮，先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，x1=________mm然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________mm。 （3）如果已经量得双缝和光屏之间的距离是1200mm，则待测光的波长是________m。（取三位有效数字） 5.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，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及排列顺序应为C，E，________，A； （2）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Δx； （3）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，由计算式 =________，求得所测红光波长为________mm（保留2位有效数字）。 6.                （1）如图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以_______； A.将光屏移近双缝 B.更换滤光片，改用波长更长的单色光 C.减小双缝的间距 D.将光源向双缝移动一小段距离 （2）某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的波长，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮