第八章 实验11 用双缝干涉测量光的波长（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

实验11　用双缝干涉测量光的波长 1．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离L＝75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示﹐则游标卡尺的读数x1＝________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示﹐此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝________mm，由以上已知数据和测量数据，该单色光的波长是________mm. 答案：0.3　9.6　6.2×10－4 解析：图戊的示数主尺为0 mm；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为0.1×3 mm＝0.3 mm，总读数为0.3 mm；图乙的示数主尺为9 mm；游标尺的第6刻度与上面对齐﹐读数为0.1×6 mm＝0.6 mm，总读数为9.6 mm.根据Δx＝ λ得，λ＝ ＝ mm＝6.2×10－4 mm. 2．用双缝干涉测光的波长，已知双缝与屏的距离L＝0.700 m，双缝间距d＝0.200 mm.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，如图甲所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，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． 甲 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第6条亮纹的中心时，手轮上的读数如图乙所示，则对准第1条时的读数x1＝________mm、对准第6条时的读数x2＝________mm. (2)写出计算波长λ的表达式λ＝________(用x1、x2、L、d表示，不用计算). (3)在屏上观察到了干涉条纹，如果将双缝到屏距离增大，则屏上的干涉条纹的间距将________(选填“变大”“不变”或“变小”). 答案：(1)1.190(1.189～1.191)　9.869(9.868～9.870)　(2)　(3)变大 解析：(1)主尺读数为1 mm，可动刻度为19.0×0.01 mm， 读数为1 mm＋19.0×0.01 mm＝1.190 mm， 同理可得x2的读数为9.869 mm. (2)由Δx＝ λ可知λ＝. (3)由公式Δx＝ λ可知将双缝到屏距离增大﹐则屏上的干涉条纹的间距将变大． 3．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中， (1)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为________mm. (2)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，如图乙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值． 答案：(1)0.700　(2)大于 解析：(1)手轮的读数为0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm. (2)条纹与分划板中心刻线不平行时，有Δx实＝Δx测cos θ，θ为条纹与分划板中心刻线间的夹角，故Δx实<Δx测． 4．(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题： (1)若想增加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 (2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________． 答案：(1)B　(2) 解析：(1)相邻明(暗)干涉条纹的宽度Δx＝λ，要增加观察到的条纹个数，即减小Δx，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，选项B正确． (2)第1条到第n条暗条纹间的距离为Δx，则相邻暗条纹间的距离Δx′＝，又Δx′＝λ，解得λ＝. 5．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20 mm的双缝，双缝与屏的距离为600 mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹．换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的______(填字母)，此时测量头的读数为25.70 mm，沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是________ mm，紫光的波长等于________ mm. 答案：D　19.40　420 解析：换成紫色滤光片后，光的波长变小，条纹间距变小，B错，条纹方向不变，C错，分划板中心刻线的位置是不变的，A错，D对；游标尺的读数为19 mm＋8×0.05 m