新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤訓(xùn)練第65講 用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長（原卷版）

第65講用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長（模擬精練+真題演練）1．（2024·浙江·模擬預(yù)測）在完成“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長”實(shí)驗(yàn)時(shí)，（1）實(shí)驗(yàn)中需測定的相鄰條紋間距SKIPIF1<0x指圖中的

（2）實(shí)驗(yàn)中，目鏡中心刻度線對(duì)齊第n條條紋中心和第（n+10）條條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖1和圖2所示，圖1中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm。已知雙縫間距d=0.4mm，雙縫到屏的距離L=1.0m，所測單色光的波長為nm，

2．（2023·廣東梅州·統(tǒng)考二模）如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距SKIPIF1<0的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離SKIPIF1<0。然后，接通電源使光源正常工作。

（1）已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺游標(biāo)尺為20分度，某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對(duì)齊，如圖乙所示，此時(shí)測量頭上主尺和副尺的示數(shù)如圖丙所示，此示數(shù)為mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對(duì)齊，測得A、B條紋間的距離SKIPIF1<0。則經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長SKIPIF1<0（用題目中所給字母寫出表達(dá)式），利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得波長SKIPIF1<0m（保留兩位有效數(shù)字）。

（2）另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好，若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)整后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加，則該調(diào)整可能是A．僅增加光源與濾光片間的距離B．僅增加單縫與雙縫間的距離C．僅將單縫與雙縫的位置互換D．僅將紅色濾光片換成綠色濾光片3．（2023春·浙江杭州·高二杭師大附中?？计谥校┠澄锢砼d趣小組根據(jù)激光相干性好、亮度高的特點(diǎn)，利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理測量某綠色激光的波長。其實(shí)驗(yàn)裝置如甲圖所示，刻有雙縫的黑色紙板和激光筆一起同軸地固定在光具座上，激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏表面的條紋如圖乙所示，已知雙縫間的寬度SKIPIF1<0，雙縫到投影屏間的距離SKIPIF1<0。（1）使用刻度尺可以讀出A、B兩亮紋間的距離SKIPIF1<0mm，則相鄰亮條紋的條紋間距SKIPIF1<0mm。由雙縫干涉條紋間距公式可計(jì)算出該綠色激光的波長SKIPIF1<0m；（小數(shù)點(diǎn)后均保留一位有效數(shù)字）（2）如果用紅色激光重新實(shí)驗(yàn)，相鄰亮紋間距將會(huì)（填“增大”、“減小”或“不變”）。4．（2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測）洛埃德（H。I。loyd）在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置，如圖所示，從單縫S發(fā)出的光，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋，單縫S通過平面鏡成的像是S＇。（1）通過洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋一致，現(xiàn)用紅光做實(shí)驗(yàn)，已知單縫S到平面鏡的垂直距離為h，單縫到光屏的距離為D。觀測到第3個(gè)亮條紋到第7個(gè)亮條紋的中心間距為Δy，則紅光的波長表達(dá)式為λ=（用涉及到的物理量的符號(hào)表示，不需要考慮單位換算）。（2）實(shí)驗(yàn)表明，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面發(fā)生反射時(shí)，在入射角接近90°時(shí)，反射光與入射光相比，相位有π的變化，稱作半波損失，即相當(dāng)于產(chǎn)生了半波長的路程差，圖中平面鏡與單縫的水平距離較大，設(shè)平面鏡向右的延長線與光屏的交點(diǎn)為P，則P處是（填“亮條紋”或“暗條紋”）；（3）改用藍(lán)光做實(shí)驗(yàn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋的間距比用紅光做實(shí)驗(yàn)時(shí)較（填“大”或“小”）5．（2023·浙江·模擬預(yù)測）如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離l。然后，接通電源使光源正常工作。（1）如圖為撥桿，請(qǐng)問它是按照下列哪種方式安裝和操作的；A．撥桿A處丫字叉套在單縫所在處的支柱并為軸，手持撥桿的C端，通過左右撥動(dòng)來調(diào)節(jié)B小孔套住的雙縫B．撥桿B處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸，手持撥桿的C端，通過手的左右撥動(dòng)來調(diào)節(jié)A丫字叉套住的單縫C．撥桿B處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸，手持撥桿的C端，通過手的上下?lián)軇?dòng)來調(diào)節(jié)A丫字叉套住的單縫（2）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖所示。則在這種情況下來測量干涉條紋的間距△x時(shí)，最終波長測量值實(shí)際值（填“大于”“小于”或“等于”）。如果想使中心刻線與亮條紋對(duì)齊，下列操作中可達(dá)到目的的是。A．僅轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡B．僅轉(zhuǎn)動(dòng)雙縫C．僅轉(zhuǎn)動(dòng)手輪D．僅轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭（3）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可。A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C．使用間距更小的雙縫D．轉(zhuǎn)動(dòng)手輪（4）若實(shí)驗(yàn)中在像屏上得到的干涉圖樣如圖所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖中A、B位置時(shí)，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分別為x1、x2，則入射的單色光波長的計(jì)算表達(dá)式為λ=。6．（2023·浙江金華·統(tǒng)考二模）（1）小萌同學(xué)正在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀測量光的波長，在光具座上正確安裝好儀器后，他在測量端觀察的同時(shí)，不斷調(diào)節(jié)儀器的A部件（如照片所示），這樣做的目的是（填選項(xiàng)）A．使各部件的中心在同一直線上B．使單縫與雙縫相互平行C．使觀察到的圖樣呈現(xiàn)在視野中央（2）若該同學(xué)分別用間距SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的雙縫來完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為在測量頭內(nèi)觀察到單色光的干涉條紋是和（填選項(xiàng)），其中對(duì)應(yīng)雙縫間距SKIPIF1<0的是（填選項(xiàng)）；（3）某同學(xué)使用間距為0.20mm的雙縫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)雙縫與屏之間的距離至100.00cm，當(dāng)十字叉絲與第k個(gè)亮條紋中心重合時(shí)，測量頭刻度如圖甲所示（已加箭頭標(biāo)注），對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為當(dāng)十字叉絲與第SKIPIF1<0個(gè)亮條紋中心重合時(shí)，測量頭刻度如圖乙所示（已加箭頭標(biāo)注），對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為單色光的波長為m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）7．（2023秋·吉林長春·高三長春外國語學(xué)校?？奸_學(xué)考試）在實(shí)驗(yàn)室用雙縫干涉測光的波長，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示

（1）雙縫、光屏、單縫，依次是圖中的（填圖中的字母）。

（2）①圖是實(shí)驗(yàn)得到的紅光雙縫干涉圖樣照片，根據(jù)該圖可判斷雙縫干涉的亮條紋間距（填“相等”或“不相等”）。（3）在某次測量中，觀察分劃板中心線與乙圖亮條紋SKIPIF1<0中心對(duì)齊時(shí)的情形，如圖②所示。然后轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭手輪，當(dāng)分劃板中心線與亮條紋SKIPIF1<0中心對(duì)齊時(shí)，目鏡中觀察到的圖應(yīng)為③圖中的。（4）已知單縫與光屏間距SKIPIF1<0，雙縫與光屏的間距SKIPIF1<0，單縫與雙縫間距為SKIPIF1<0，雙縫間距SKIPIF1<0，圖①中分劃板中心線與亮條紋SKIPIF1<0中心對(duì)齊時(shí)手輪讀數(shù)為SKIPIF1<0，與亮條紋SKIPIF1<0中心對(duì)齊時(shí)手輪讀數(shù)為SKIPIF1<0，則實(shí)驗(yàn)測得該光的波長的表達(dá)式為。8．（2023秋·浙江·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，A、B、C分別為撥桿上的三個(gè)位置。①下列關(guān)于撥桿的功能、安裝及操作的說法中，正確的是。A．用手撥動(dòng)撥桿可使單縫與雙縫平行，從而使干涉圖樣更清晰B．撥桿A端插入單縫上的卡口中，用手左右撥動(dòng)撥桿的C端使B處左右移動(dòng)，并帶動(dòng)B處小孔中套入的支柱C．撥桿B處小孔套入雙縫所在處的支柱，用手左右撥動(dòng)撥桿的C端使A端左右移動(dòng)，并帶動(dòng)單縫上的卡口D．撥桿B處小孔套入雙縫所在處的支柱，用手上下?lián)軇?dòng)撥桿的C端使A端上下移動(dòng)，并帶動(dòng)單縫上的卡口②已知雙縫間距為0.3mm，以某種單色光照射雙縫時(shí)，在離雙縫1.2m遠(yuǎn)的屏上，用測量頭測量條紋間距：先將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)為2.10mm，然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，如圖2所示，此時(shí)手輪上的讀數(shù)為mm，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，測得這種光的波長為m（保留2位有效數(shù)字）。9．（2023·廣東·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）某學(xué)習(xí)小組要用雙縫干涉測量某種單色光的波長，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（1）為測量該單色光的干涉條紋寬度，各儀器安裝位置如圖所示，圖中A為濾光片，B為（填“單縫”或“雙縫”），C為（填“單縫”或“雙縫”）。（2）在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉條紋時(shí)：①觀察到較模糊的干涉條紋，可以調(diào)節(jié)撥桿使單縫和雙縫（填“垂直”或“平行”），從而使條紋變得清晰。②要想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，需將毛玻璃屏向（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）雙縫的方向移動(dòng)。（3）下列圖示中條紋間距表示正確的是（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A．B．C．D．（4）在實(shí)驗(yàn)前已獲知的數(shù)據(jù)有雙縫間的距離d和雙縫與毛玻璃屏之間的距離L，通過測量頭觀察到第N1條亮條紋的讀數(shù)為Y1，觀察到第N2條亮條紋的讀數(shù)為Y2，請(qǐng)寫出計(jì)算該單色光波長的表達(dá)式SKIPIF1<0=。10．（2023·北京海淀·高三北京育英中學(xué)?？奸_學(xué)考試）在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)按照題目要求回答下列問題：（1）圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是（填“甲”或“乙”）。（2）將下表中的光學(xué)元件放在圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測量紅光的波長。元件代號(hào)ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，從左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為；（填寫元件代號(hào)）（3）已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖（a）所示，分劃板中心刻線在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖（b）所示，則其示數(shù)為mm；在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖（c）所示。由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為