教科版選修34 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長 第1課時(shí) 作業(yè).docx

2學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長1.某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到如圖1甲所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖乙所示.他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是()圖1a.減小光源到單縫的距離b.減小雙縫之間的距離c.減小雙縫到光屏之間的距離d.換用頻率更高的單色光源答案b解析改變條件后亮條紋之間的間距變大，由公式x可知，要使x增大，可增大雙縫到光屏之間的距離l，c錯(cuò)；減小雙縫之間的距離d，b對；換用波長更長，即頻率更低的單色光源，d錯(cuò)；改變光源到單縫的距離不會(huì)改變x，a錯(cuò).2.(多選)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣.若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，在其他條件不變的情況下，可選用的方法是()a.改用紅色激光b.改用藍(lán)色激光c.減小雙縫間距d.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)e.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)答案acd解析根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距x 可知，要使x增大，可以增大波長或增大雙縫到屏的距離或減小雙縫間的距離，所以選項(xiàng)a、c、d正確，b、e錯(cuò)誤.3.(多選)利用圖2中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，下面幾種說法正確的是()圖2a.將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄b.將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬c.將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬d.換一個(gè)雙縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄答案abd解析由條紋間距公式x(d指雙縫間距離，l是雙縫到屏的距離)，可知：a項(xiàng)中l(wèi)減小，x變??；b項(xiàng)中變大，x變大；c項(xiàng)中對x沒有影響；d項(xiàng)中d變大，x變小.故a、b、d正確.4.(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，按裝置圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是由于()a.光束的中央軸線與遮光管的軸線不一致，相差較大b.沒有安裝濾光片c.單縫與雙縫不平行d.光源發(fā)出的光束太強(qiáng)答案ac解析安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要注意：光束的中央軸線與遮光管的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光管軸線上，單縫與雙縫要相互平行，才能使實(shí)驗(yàn)成功.當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不致太暗.綜上所述，可知選項(xiàng)a、c正確.5.(多選)英國物理學(xué)家托馬斯楊巧妙地解決了相干光源問題，第一次在實(shí)驗(yàn)室觀察到了光的干涉現(xiàn)象.圖3為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，m為豎直線狀光源，n和o均為有狹縫的遮光屏，p為像屏.現(xiàn)有四種刻有不同狹縫的遮光屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)正確的選擇是()圖3a.n應(yīng)選用遮光屏1 b.n應(yīng)選用遮光屏3c.o應(yīng)選用遮光屏2 d.o應(yīng)選用遮光屏4答案ac6. (多選)關(guān)于“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)，正確的說法是()a.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應(yīng)相互平行b.觀察到的白光的干涉圖樣是：在視野中可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級亮條紋為中心左右對稱，在第一級亮條紋中紫色在最外側(cè)c.看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，且紅條紋的相鄰條紋間距比綠條紋的相鄰條紋間距大d.測量時(shí)應(yīng)使測量頭的分劃板的中心刻線對齊條紋的中心再讀數(shù)答案acd7.如圖4所示，a、b、c、d代表雙縫產(chǎn)生的四種干涉圖樣，回答下面問題：圖4(1)如果a圖樣是紅光通過雙縫產(chǎn)生的，那么換用紫光得到的圖樣用_圖樣表示最合適.(2)如果將b圖樣的雙縫距離變小，那么得到的圖樣用_圖樣表示最合適.(3)如果將a圖樣的雙縫到屏的距離變小，那么得到的圖樣用_圖樣表示最合適.(4)如果將a圖樣的裝置從空氣移入水中，那么得到的干涉圖樣用_圖樣表示最合適.答案(1)c(2)d(3)c(4)c解析利用公式x，光源由紅光換成紫光時(shí)，變小， 相應(yīng)x也變小，(1)中應(yīng)選c；雙縫距離d變小時(shí)，x變大，(2)中應(yīng)選d；雙縫到屏的距離l變小，得到的圖樣的x變小，(3)中應(yīng)選c；將裝置從空氣移入水中時(shí)，波長變小，x也變小，(4)中應(yīng)選c.8.如圖5所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中：圖5(1)若實(shí)驗(yàn)中雙縫之間的距離為1.50 mm，雙縫到屏幕的距離為1.00 m，測得第1條到第4條亮條紋中心間的距離為0.980 mm，則該光的波長為_ nm.圖6(2)若實(shí)驗(yàn)中，將單縫s從雙縫s1、s2的中央對稱軸的位置稍微向上移動(dòng)，如圖6所示，則_.a.不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋b.仍然產(chǎn)生干涉條紋，且中央亮條紋的位置不變c.仍然產(chǎn)生干涉條紋，且中央亮條紋的位置略上移d.仍然產(chǎn)生干涉條紋，且中央亮條紋的位置略下移答案(1)490(2)d解析(1)x0.980 mm9.80104 m，d1.50 mm1.50103 m，l1.00 m，由公式x，得 m4.90107 m490 nm.(2)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若把單縫s從雙縫s1、s2的中心對稱軸位置稍微向上移動(dòng)，如圖中s所示.通過雙縫s1、s2的光仍是相干光，仍可產(chǎn)生干涉條紋，中央亮條紋的位置經(jīng)過s1、s2到s的路程差仍等于0，ss1s2p，中央亮條紋p的位置略向下移，故d正確，a、b、c錯(cuò)誤.9.如圖7甲是利用雙縫干涉測某單色光波長的實(shí)驗(yàn)裝置，測得雙縫屏到毛玻璃屏的距離l為0.2 m、雙縫的距離d為0.4 mm，圖乙是通過該儀器的觀測裝置看到毛玻璃屏上的干涉圖樣，其中1、2、3、4、5、是亮條紋的編號(hào)，圖丙、圖丁是利用該儀器測光的波長時(shí)觀察到的情景，圖丙是測第1號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)觀測裝置上千分尺的讀數(shù)為_ mm，圖丁是測第4號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)觀測裝置上千分尺的讀數(shù)為_ mm.根據(jù)上面測出的數(shù)據(jù)可知，相鄰兩條亮條紋間的距離x_ mm，計(jì)算波長的數(shù)學(xué)表達(dá)式_，被測光的波長為_ nm.圖7答案0.5101.4850.325650解析題圖丙是測第1號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)千分尺的讀數(shù)為0.5 mm0.011.0 mm0.510 mm.題圖丁是測第4號(hào)亮條紋的位置，此時(shí)千分尺的讀數(shù)為1 mm0.0148.5 mm1.485 mm.相鄰兩條亮條紋間的距離x mm0.325 mm.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式x，得.代入數(shù)據(jù)得： m6.5107 m650 nm.10.在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，取雙縫間距d0.5 mm，雙縫與光屏間的距離l0.5 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉圖樣如圖8甲所示，分劃板中心刻線在圖中a、b位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖乙所示，則圖中a位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_ mm，單色光的波長約為_ m.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)若測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示.通過裝置中的“撥桿”的撥動(dòng)_(填“能”或“不能”)把干涉條紋調(diào)成與分劃板中心刻線在同一方向上.甲乙丙圖8答案11.16.3107不能解析a位置游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.11 mm0.1 mm，所以最終讀數(shù)為11.1 mm.b位置游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.15 mm0.5 mm，所以最終讀數(shù)為15.5 mm.相鄰兩條紋的間距x mm0.63 mm.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式x得，x，代入數(shù)據(jù)得， m6.31