第四章 第5节 实验：用双缝干涉测量光的波长（word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课时作业（二十七）　实验：用双缝干涉测量光的波长 （建议用时：40分钟） （见学生用书P165） [基础题组练] 1.（多选）下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是（　　） A.单缝的作用是获得一个线光源 B.双缝的作用是获得两个振动情况相反的相干光源 C.频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象 D.照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽 答案：AC　 解析：双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，选项A正确，B错误；频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象，选项C正确；由c＝λf可得λ＝，频率越高，波长越短，光屏上出现的条纹宽度越窄，选项D错误. 2.（多选）利用如图所示的实验装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的是（　　） A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B.将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽 C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大 答案：AB　 解析：滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，选项A正确；将滤光片由紫色换成红色，波长λ变长，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，条纹间距Δx增大，选项B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，由Δx＝λ可知，Δx与此距离无关，故干涉条纹间距不变，选项C错误；测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，选项D错误. 3.如图所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下列问题： A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D （1）如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用　　　　图样表示最合适. （2）如果将产生B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用　　　　图样表示最合适. （3）如果将产生A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用　　　　图样表示最合适. （4）如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用　　　　图样表示最合适. 解析：（1）光源由红光换成紫光时，λ变小，根据公式Δx＝λ可知，相应Δx也变小，选项C正确. （2）双缝距离d减小时，Δx变大，选项D正确. （3）双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx变小，选项C正确. （4）将装置从空气移入水中时，波长λ变小，Δx也变小，选项C正确. 答案：（1）C　（2）D　（3）C　（4）C 4.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）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可采取的措施是　　　　. 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＝　　　　. （3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为　　　　nm（结果保留三位有效数字）. 解析：（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式Δx＝λ可知，需要减小双缝到屏的距离l或增大双缝间的距离d，选项B正确，A、C、D错误. （2）由题意可知，＝λ，解得λ＝. （3）将已知条件代入公式解得λ＝630 nm. 答案：（1）B　（2）　（3）630 [能力提升练] 5.在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝，按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝. （1）保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距　　　　（选填“越大”或“越小”）. （2）保持双缝的间隙不变，光屏到双缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距　　　　（选填“越大”或“越小”）. （3）在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红光做实验时　　　　（选填“大”或“小”）. （4）实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹，试运用波动理论对亮条纹的形成予以解释：　　　　　　　　　　　　. 解析：（1）根据Δx＝λ知，d越小，Δx越大. （2）l越大，Δx越大. （3）红光的波长长，蓝光的波长短，根据Δx＝λ知，用蓝光照射时的条纹间距比红光小. （4）同一色光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，有的区域光振动加强，有的区域光振动减弱，光振动加强的区域呈现亮条纹，光振动减弱的区域呈现暗条纹. 答案：（1）越大　（2）越大　（3）小　（4）见解析 6.如图甲所示是利用双缝干涉测量某单色光波长的实验装置，测得双缝屏到毛玻璃屏的距离l为0.2 m、双缝间的距离d为0.4 mm，图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是亮条纹的编号，图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为　　　　 mm，图丁是测第4号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为　　　　 mm.根据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝　　　　 mm，计算波长的数学表达式λ＝　　　　，被测光的波长为　　　　nm. 解析：题图丙是测第1号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为 0.5 mm＋0.01×1.0 mm＝0.510 mm； 题图丁是测第4号亮条纹的位置， 此时千分尺的读数为 1 mm＋0.01×48.5 mm＝1.485 mm； 相邻两条亮条纹间的距离 Δx＝ mm＝0.325 mm； 根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，得λ＝， 代入数据得λ＝ m＝6.5×10－7 m＝650 nm. 答案：0.510　1.485　0.325　　650 学科网（北京）股份有限公司 $$