2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章光4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選擇性必修1

PAGE7-試驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長1.在光的雙縫干涉試驗(yàn)中，能增大條紋間距的做法是()A.改用頻率更高的光波 B.改用波長更長的光波C.增大雙縫間距 D.減小雙縫與光屏間距2.如圖所示是雙縫干涉試驗(yàn)，運(yùn)用波長為600nm的橙色光照耀時(shí)，在光屏上的點(diǎn)和點(diǎn)上方的點(diǎn)恰好形成兩條相鄰的亮條紋，若用波長為400nm的紫光重復(fù)上述試驗(yàn)，則點(diǎn)和點(diǎn)形成的明暗條紋狀況是()A.點(diǎn)和點(diǎn)都是亮條紋 B.點(diǎn)是亮條紋，點(diǎn)是暗條紋C.點(diǎn)是暗條紋，點(diǎn)是亮條紋 D.點(diǎn)和點(diǎn)都是暗條紋3.在“用雙縫干涉測(cè)光的波長”試驗(yàn)（試驗(yàn)裝置如下圖）中，下列說法錯(cuò)誤的是()A.調(diào)整光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B.測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊C.為了減小測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距4.在雙縫干涉試驗(yàn)中,用綠色激光照耀在雙縫上,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,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)5.利用圖示裝置探討雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長,下列說法中正確的有(

)

A.試驗(yàn)裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫

B.將濾光片由紫色換成紅色,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.測(cè)量過程中誤將5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè),波長測(cè)量值偏大6.用白光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí),得到彩色的干涉條紋。已知白光中含有紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光,其波長是在不斷減小的。下列說法正確的是(

)A.干涉圖樣的中心亮紋是白色的

B.干涉圖樣的中心亮紋是綠色的

C.在靠近中心亮紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紅色條紋

D.在靠近中心亮紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紫色條紋7.雙縫干涉試驗(yàn)裝置如圖所示,紅光通過單縫S后,投射到具有雙縫的擋板上,雙縫S1和S2與單縫S的距離相等,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋,則下列說法正確的是(

)A.若只減小兩條狹縫S1、S2之間的距離,條紋間距將增大

B.若只減小兩條狹縫與屏之間的距離,條紋間距將增大

C.若只在兩條狹縫與屏之間填充勻稱的玻璃介質(zhì),條紋間距將減小

D.若只把用紅光照耀改為用綠光照耀,條紋間距將增大(紅光波長大于綠光波長)8.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”試驗(yàn)中,將試驗(yàn)器材按要求安裝在光具座上,如圖甲所示。在試驗(yàn)前已獲知的數(shù)據(jù)有:雙縫的間距為,雙縫到屏的距離為。(1)分別選用紅色濾光片和藍(lán)色濾光片做試驗(yàn),得到的干涉圖樣是如下四幅圖中的兩幅,其中用紅色濾光片做試驗(yàn)得到的干涉圖樣是________;A. B.C. D.(2)一同學(xué)用某種單色光照耀雙縫得到的干涉圖樣如圖乙所示,分劃板在圖乙中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為11.1mm,在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示,則在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為________mm,單色光的波長為________m;(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)另一同學(xué)按試驗(yàn)要求安裝好器材后,視察到明顯的干涉現(xiàn)象,若他對(duì)試驗(yàn)裝置改動(dòng)后,在屏上仍能視察到清楚的條紋,且條紋數(shù)目有所增加,此改動(dòng)可能是________。A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間 B.僅將單縫向遠(yuǎn)離雙縫方向移動(dòng)少許C.僅將單縫與雙縫的位置互換 D.僅將紅色濾芯光片換成綠色濾芯光片9.在“用雙縫干涉測(cè)光的波長”的試驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件如圖所示，（1）圖中②③④光學(xué)元件分別是（）A.濾光片、單縫、雙縫B.單縫、雙縫、濾光片C.雙縫、濾光片、單縫D.單縫、濾光片、雙縫（2）以下操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間距離的是（）A.將紅色濾光片改為綠色濾光片B.增大雙縫之間的距離C.減?、芎廷拗g的距離D.增大④和⑥之間的距離10.在“用雙縫干涉測(cè)光的波長”的試驗(yàn)中，試驗(yàn)裝置如圖所示。（1）某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，對(duì)試驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)整并視察了試驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：A.燈絲與單縫和雙縫必需平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D.干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)以上幾點(diǎn)中，你認(rèn)為正確的是________。（2）當(dāng)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線對(duì)齊某條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖甲所示，該讀數(shù)為_________mm。（3）假如測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示。則在這種狀況下來測(cè)量干涉條紋的間距時(shí)，測(cè)量值_________（選填“大于”“小于”或“等于”）實(shí)際值。

答案以及解析1.答案：B解析：依據(jù)條紋間距表達(dá)式可知，改用頻率更高的光波，波長更短，則條紋間距減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；改用波長更長的光波，則條紋間距變大，選項(xiàng)B正確；增大雙縫間距d，則條紋間距減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；減小雙縫與光屏間距，則條紋間距減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.答案：B解析：本題考查亮條紋（暗條紋）的形成條件.不管運(yùn)用什么顏色的單色光做試驗(yàn)，光屏中間點(diǎn)始終是亮條紋，據(jù)此可先解除選項(xiàng)CD；依據(jù)題意，點(diǎn)到兩雙縫的光程差為600nm，其大小是紫光波長的1.5倍，所以若用波長為400nm的紫光重復(fù)上述試驗(yàn)，點(diǎn)是暗條紋，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確.3.答案：A解析：調(diào)整光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，不需放單縫和雙縫，故A錯(cuò)誤；測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊，故B正確；n條亮紋之間有個(gè)間距，相鄰條紋的間距，故C正確；本題選錯(cuò)誤的，故選A。4.答案：ACD解析：兩相鄰亮條紋的間距,要想增大,可運(yùn)用波長更長的紅色激光,而不能運(yùn)用波長更短的藍(lán)色激光,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;可以減小雙縫間的距離d,選項(xiàng)C正確;將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng),即增大,也可以增大,選項(xiàng)D正確;將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng),對(duì)無影響,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。5.答案：AB解析：A.濾光片的作用是使入射光變成單色光,單縫的作用是使入射光變成線光源,雙縫的作用是形成相干光源,其排列依次合理,故A正確;B.將濾光片由紫色的換成紅色的,波長λ變長,依據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知條紋間距△x增大,故B正確;C.將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后,由可知與此距離無關(guān),故干涉條紋間距不變,故C錯(cuò)誤;D.測(cè)量過程中,把5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè),導(dǎo)致△x變小,則波長測(cè)量值偏小,D錯(cuò)誤;故選AB.6.答案：AD解析：在可見光中從紅光到紫光波長漸漸減小,依據(jù)雙縫干涉原理可知,除中心亮條紋是白色以外,兩側(cè)出現(xiàn)了彩色條紋,而且紫光更靠近中心亮條紋。7.答案：AC解析：依據(jù)雙縫干涉條紋間距與波長、兩條狹縫與屏之間的距離成正比,而與雙縫間距離d成反比,可推斷A正確,BD錯(cuò)誤;只在兩條狹縫與光屏之間填充勻稱的玻璃介質(zhì)后,光的波長變小,條紋間距將減小,C正確。8.答案：(1)A(2)15.6;(3)D解析：(1)干涉圖樣應(yīng)是間距相等明暗相間的條紋,由于紅光的波長比藍(lán)光的波長長,依據(jù)可知,紅光的干涉圖樣的條紋間距更大,A正確。(2)依據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則知讀數(shù)為;依據(jù)條紋間距公式可知,得波長,由題圖乙可知,之間共有7個(gè)條紋間距,故相鄰兩條亮條紋中心間的距離,將以上數(shù)據(jù)代入得。(3)對(duì)試驗(yàn)裝置改動(dòng)后,在屏上仍能視察到清楚的條紋,且條紋數(shù)目有所增加,可知相鄰兩亮條紋中心的間距減小,,僅將濾光片移至單縫和雙縫之間,與d都不變,則不變,故A錯(cuò)誤;僅將單縫向遠(yuǎn)離雙縫方向移動(dòng)少許,與d都不變,則不變,故B錯(cuò)誤;僅將單縫與雙縫的位置互換,將不能正常視察雙縫干涉,故C錯(cuò)誤;僅將紅色濾光片換成綠色濾光片,λ減小,L與d都不變,則減小,故D正確。9.答案：（1）A（2）D解析：（1）選A。在該裝置中，用雙縫干涉測(cè)定光波的波長，由于燈泡發(fā)出的光是復(fù)色光，須要分別出某種單色光，因此，燈泡前面應(yīng)當(dāng)放置濾光片將某種單色光分出，分別出的單色光經(jīng)過單縫變成單色光光源，然后再經(jīng)過雙縫變成振動(dòng)步調(diào)完全一樣的單色相干光，到達(dá)光屏上形成干涉條紋。按正確的放置位置，選項(xiàng)A正確。（2）選D。依據(jù)雙縫干涉條紋間距公式可知，影響條紋寬度的因素有雙縫到光屏的距離，雙縫間距離d以及干涉光的波長λ，要增大亮紋間距須要增加雙縫到光屏的距離，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；若增大雙縫之間的距離，亮紋間距會(huì)減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若將紅色濾光片改