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高效作业28 [4 实验:用双缝干涉测量光的波长](见学生用书P137)
[A级 新教材落实与巩固]
1. 某同学用单色光进行双缝干涉实验,在光屏上观察到图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件是( A )
A.减小双缝之间的距离
B.减小光源到双缝的距离
C.减小双缝到光屏的距离
D.换用频率更高的单色光源
解析:由题图可知,亮条纹的宽度变大了,根据Δx=λ可知,若想增大亮条纹宽度,可增大双缝到光屏之间的距离l,增大光的波长λ或减小两个双缝间的距离d,而根据λ=,增大光的波长相当于减小光的频率f,因此A正确,C、D错误;改变光源到双缝的距离,不会改变条纹的宽度,B错误。
2. (多选)关于光的干涉及对双缝干涉实验的认识,下列说法正确的是( ACD )
A.两列光只有频率相同时才可能产生干涉现象
B.两列光只要频率相同就能产生干涉现象
C.单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光的半波长的奇数倍时,此点处出现暗条纹
D.单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光的波长的整数倍时,此点处出现亮条纹
解析:只有两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的相干光源,才能产生干涉现象,故A正确,B错误。在双缝干涉实验中,当某点距双缝的距离之差δ为波长的整数倍时,即当δ=nλ(n=0,1,2,3,…)时,该点为振动加强点,出现亮条纹;而当δ=(2n+1)(n=0,1,2,3,…)时,该点为振动减弱点,出现暗条纹,故C、D正确。
3. 如图所示,某同学对双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象,下列现象中能够观察到的是( C )
A.将滤光片由红色的换成蓝色的,干涉条纹间距变宽
B.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
C.换用一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
解析:根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ及红光的波长大于蓝光的波长可知,将滤光片由红色的换成蓝色的后,干涉条纹间距变窄,故A错误;将单缝向双缝移动一小段距离后,不影响干涉条纹间距,故B错误;换用一个两缝间距d较大的双缝,根据Δx=λ可知,干涉条纹间距变窄,C正确;去掉滤光片后,干涉现象没有消失,屏上会显示彩色的干涉图样,故D错误。
4. 如图所示的双缝干涉实验,用黄光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( B )
A.增大S1与S2的间距
B.将黄光换为红光
C.将黄光换为紫光
D.减小双缝到光屏的距离
解析:在光的双缝干涉实验中,由公式Δx=λ可得,相邻亮条纹间距Δx与波长λ、双缝到屏的距离l成正比,与双缝间的距离d成反比,故要增大相邻亮条纹间距Δx,应减小双缝间的距离d,增大双缝到光屏的距离l或增大光的波长λ,故B正确,A、C、D错误。
5. 如图所示,小华利用此装置测量某单色光的波长。实验中,小华想增加从目镜中观察到的条纹数量,可进行的操作是( B )
A.将透镜向单缝靠近
B.使用间距更大的双缝
C.将单缝向靠近双缝的方向移动
D.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动
解析:增加从目镜中观察到的条纹数量,则需要减小条纹的宽度,根据相邻亮条纹间的距离公式Δx=λ可得,增大双缝间距离或减小毛玻璃屏与双缝间的距离均可达到目的。将透镜向单缝靠近或者将单缝向靠近双缝的方向移动都不能改变相邻亮条纹间的距离,故B正确,A、C、D错误。
6. 两束单色光a、b沿图示方向射向圆形玻璃砖,经两次折射后变成复色光,下列说法正确的是( D )
A.a光的频率比b光的频率大
B.在真空中,a光的传播速度比b光的传播速度大
C.改变入射光的入射角,有可能在第二次折射时发生全反射
D.若以a、b两种单色光分别用相同的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验,则观察到a光的条纹间距较大
解析:根据题图中信息可知,b光的偏折角较大,则b光的折射率较大,故b光的频率比a光的频率大,故A错误;在真空中,任何单色光的传播速度均为光速,故B错误;由于单色光在第一次折射时的折射角α是折射光线与半径的夹角,第二次折射时的入射角β等于第一次的折射光线与半径的夹角,显然α=β,故能进入玻璃砖的光一定能折射出去,不可能发生全反射,故C错误;根据A项分析可知,a光的波长大于b光的波长,根据Δx=λ可知,观察到a光的条纹间距较大,故D正确。
7. 如图甲所示,利用激光器发射出的激光照射到双缝上,在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件,在其他条件均不变的情况下,得到的干涉图样分别如图乙和丙所示。关于这两次实验,下列说法中正确的是( B )
A.由于选用的激光器不同,乙图对应的激光的频率较高
B.双缝到光屏的距离l不同,乙图对应的l较大
C.双缝的间距不同,乙图对