课后提升练(十九) 科学测量：用双缝干涉测光的波长（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

课后提升练(十九)　科学测量：用双缝干涉测光的波长 [对应学生用书P164] 1．(2021·江苏镇江第一中学高二期中)如图所示，某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则以下改动可能的是(　　) A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 D　解析：该同学对实验装置作了改动后，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹间距减小。由公式λ＝，得Δy＝λ，仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则Δy不变，A错误；仅将单缝远离双缝移动少许，λ、L与d都不变，则Δy不变，B错误；仅将单缝与双缝的位置互换，将不能观察到双缝干涉现象，C错误；仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则Δy减小，D正确。 2．(2021·福建福州第一中学高二期末)“用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图甲所示。已知单缝与双缝的距离L1＝60 mm，双缝与屏的距离L2＝700 mm，单缝宽d1＝0.10 mm，双缝间距d2＝0.25 mm，用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。转动测量头的手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，然后再转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的另一读数。 (1)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，手轮上的读数如图丙所示，则分划板对准第1条亮条纹时的读数x1＝________ mm，对准第4条亮条纹时的读数x2＝________ mm，相邻两亮条纹间的距离Δx＝________ mm。(结果均保留4位有效数字) (2)该光波的波长为________ nm(结果保留3位有效数字)。 答案：(1)2.190　7.865　1.892　(2)676 解析：(1)图丙中分划板对准第1条亮条纹时螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.01×19.0 mm＝0.190 mm，则手轮的最终读数为x1＝(2＋0.190) mm＝2.190 mm；同理，对准第4条亮条纹时手轮的读数为x2＝7.865 mm；所以相邻亮条纹的间距Δx＝＝ mm＝1.892 mm。 (2)根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，代入得λ＝Δx＝ m＝6.76×10－7 m＝676 nm。 3．(2021·辽宁丹东高二期末)某同学利用图甲所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)关于本实验，下列说法正确的是________。 A．若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致 B．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应将屏向远离双缝的方向移动 C．使用间距更小的双缝，会使条纹间距变小 (2)某次测量时，选用的双缝的间距为0.4 mm，测得屏与双缝间的距离为0.5 m，用某种单色光实验得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数也如图乙中所示，则A位置对应的读数为________ mm。已知B位置对应的读数为15.6 mm，则相邻条纹中心的间距为________ mm，所测单色光的波长为________ nm。 (3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，如图丙所示。在这种情况下，单色光的波长λ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。 答案：(1)A　(2)11.1　0.75　600　(3)大于 解析：(1)该实验中若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致，A正确；若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则应减小条纹的宽度Δx，根据相邻亮条纹间的距离为Δx＝λ可知，可以减小L或者增大d，所以应将屏向靠近双缝方向移动，B错误；根据相邻亮条纹间的距离为Δx＝λ可知，使用间距更小的双缝，即d减小，会使条纹间距变大，C错误。 (2)该游标卡尺的最小分度为0.1 mm，则在A位置时游标卡尺读数为xA＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，已知B位置对应的读数为15.6 mm，由图乙知若A位置处为第1条暗纹，则B位置处为第7条暗纹，则可得相邻条纹中心的间距为Δx＝＝ mm＝0.75 mm，再由Δx＝λ可得所测单色光的波长为λ＝＝m＝6.0×10－7 m＝600 nm。 (3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，在这种情况下测量相邻条纹间距Δx时，将导致测量值Δx大于实际值，由λ＝可知，λ的测量值也将大于实际