实验十八 用双缝干涉测量光的波长 (课件+学案+练习) 2027年高考物理一轮专题复习

资源下载
  1. 二一教育资源

实验十八 用双缝干涉测量光的波长 (课件+学案+练习) 2027年高考物理一轮专题复习

资源简介

(共28张PPT)
演练知能提升
1.(2026·云南普洱市期末)某同学在图甲所示的光具座上组装双缝干涉装置,用以测量某单色光的波长。
(1)安装装置时,要摆放好各元件的位置,M、N两个光学元件依次为________、________。
解析:器材从左到右的安装顺序为光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒,故填写单缝、双缝。
单缝
双缝
(2)已知该装置中双缝间距d=0.3 mm,双缝到光屏的距离l=1.2 m,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示。分划板中心刻线在图中A位置时,手轮上的示数为2.10 mm;然后同方向转动测量头,分划板中心刻线在B位置时,手轮上的示数为15.30 mm,则该单色光的波长为________m。
6.6×10-7
2.(2026·天津红桥区期末)如图甲所示,利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝的间距d=0.5 mm,双缝到光屏的距离L=80 cm,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。
(1)某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示,则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数如图丙所示,xA=________mm,在B位置时游标卡尺的读数xB=16.3 mm;该单色光的波长λ=________nm。
11.5
500
(2)实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小________(选填“系统误差”或“偶然误差”)。
解析:实验时测量多条宽度取平均值是为了减小偶然误差。
偶然误差
(3)在该实验中,如果分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,装置各数据不变,在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数________(选填“多”或“少”)。

3.(2026·云南曲靖市第一次统考)杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图甲所示。
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________(选填“垂直”或“平行”)放置。
解析:只有保证单缝和双缝互相平行,这样才能在屏上出现明暗相间的条纹。
平行
(2)双缝间距为d,毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心,此时游标尺上的示数情况如图丙所示,其读数为________mm。若A、B两条亮纹中央间距为x,则所测光的波长为________(用所给物理量的字母表示)。
9.15
(3)若测量头中观察到的图样如图丁所示,波长的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
大于
4.(2026·新疆维吾尔自治区模拟)用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示。实验时,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,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,该同学可以__________(选填“增大”或“减小”)双缝间的距离或__________(选填“增大”或“减小”)双缝到屏间的距离。
增大 
减小
(2)在某次测量绿光的波长实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐并将该亮条纹记为第1条亮条纹,此时手轮上的示数为5.770 mm;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,则此时的示数为________mm。若双缝间距d=0.25 mm,双缝到屏的距离l=75.00 cm,则所测绿光的波长为________nm。
13.870
540
5.(2026·河北石家庄一中一模)小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1)某次观察时,透过测量头观察到了绿光的干涉条纹,但条纹的亮度很低,为了便于测量,下列方法能够使条纹亮度增加的是________。
A.增加光源的功率
B.将毛玻璃换成透明玻璃
C.调节测量头的位置
A
解析:为了便于测量,要使条纹亮度增加,即使得单位时间内的光子数目增多,增加光源的功率,则单位时间内的光子数目增多,故A正确;
将毛玻璃换成透明玻璃,不会看到亮条纹,故B错误;
调节测量头的位置,亮度不变,故C错误。
(2)下列图示中条纹间距表示正确的是________。
解析:干涉条纹的宽度是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和,为两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故图示中条纹间距表示正确的是C。
C
(3)如图甲所示的是小沈同学又参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验,图乙、丙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较乙、丙两图线可判断,第一次实验中________。
A.单缝与双缝的间距一定较大 B.光强度较小
C.光源到双缝距离较大 D.双缝到光传感器的距离可能较小
D
双缝到光传感器的距离l较小,则条纹间距较小,故D正确。
6.(2026·福建闽侯一中一模)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时,光源正常发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距Δx时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx。下列测量采用了类似方法的有________。
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
C
解析:该同学在测量相邻亮条纹的间距Δx时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx,使用了积累法,减小了测量误差。“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量,同样使用了积累法,减小了测量误差。
(2)该同学转动手轮,使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时手轮上的示数,如图丙所示为________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm(计算结果保留3位有效数字)。
11.652
2.28
(3)若相邻亮条纹的间距为Δx,单缝与屏的距离为L1,双缝与屏的距离为L2,单缝宽为d1,双缝间距为d2,则光的波长用上述部分物理量可表示为λ=________。
(4)关于此实验,下面几种说法正确的是________。
A.仅撤掉滤光片,光屏仍能观察到干涉图样
B.仅将单缝移近双缝,光屏上观察到的条纹数变少
C.单、双缝相平行,两缝与光屏上的条纹相垂直
D.仅撤掉双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
AD
解析:仅撤掉滤光片,通过单缝和双缝的是复色光,满足干涉条件,光屏仍能观察到干涉图样,故A正确;
单、双缝相平行,两缝与光屏上的条纹平行,故C错误;
仅撤掉双缝,光通过单缝发生衍射,在光屏上能观察到明暗相间的条纹,故D正确。(共28张PPT)
实验十八 用双缝干涉测量光的波长
一、实验目的
1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
2.观察白光和单色光的双缝干涉图样。
3.测定单色光的波长。
三、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成),另外还有学生电源、导线、刻度尺。
四、实验步骤
1.观察干涉条纹
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。
(2)接好电源,打开开关,使灯丝正常发光。
(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。
(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距约5~10 cm,这时,可观察白光的干涉条纹。
(5)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。
(4)重复测量、计算,求出波长的平均值。
六、注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,且注意保养。
2.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当。
3.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。
4.照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行,故应正确调节。
题型一 教材原型实验
例1 (2024·河北卷,T11)某同学通过双缝干涉实验测量单色光波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为________(选填“红光”或“绿光”)。
绿光
例2 (2026·山东威海市期末)图甲所示为用双缝干涉测量光的波长的实验装置。请回答以下问题。
(1)虚线框内从左向右放置的三个光学元件依次为________。
A.单缝、双缝、滤光片
B.单缝、滤光片、双缝
C.滤光片、单缝、双缝
[解析] 实验装置中,虚线框内从左向右放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝,故选C。
C
(2)用测量头测量相邻两条亮条纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图乙所示,然后转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,则相邻两条亮条纹的间距为________mm(保留3位有效数字)。
1.49
(3)已知双缝间的距离d=0.8 mm,双缝到光屏间的距离L=1.60 m,则光的波长为____________nm(保留整数)。
745
例3 (2026·辽宁省重点中学协作校模拟)(1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图甲所示),下列说法正确的是________。


[解析] 实验时,调节光源的高度和角度,让光源中心位于遮光筒的中心轴线上,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮,然后放好单缝和双缝,故A错误;
实验中,测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,故B正确;
(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图乙所示,A位置读数为________mm,则入射光的波长λ=________m(结果保留2位有效数字)。
11.1
6.4×10-7
题型二 实验拓展创新
例4 (2026·浙江温州市模拟)某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后,自制了一套双缝干涉演示仪(图1),所用单缝的缝宽可调(图2),并用电子显微镜头代替光屏,通过计算机呈现实验现象。
(1)若调节单缝的宽度由图2所示逐渐变窄,下列说法正确的是________。
A.当单缝宽度较宽时,无法观察到清晰的条纹
B.当单缝宽度较窄时,随着缝宽变窄,条纹间距逐渐变大
A
[解析] 在双缝干涉实验中,单缝的作用是获得线光源,当单缝宽度较宽时,通过单缝的光不是线光源,所以无法观察到清晰的干涉图样,故A正确;
(2)已知双缝间的距离为d,光源与单缝的距离为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到电子显微镜头的距离为L3,计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为Δx,显示图样的放大倍数为k,则对应的光波波长为________(用题中所给物理量符号表示)。实验十八 用双缝干涉测量光的波长
一、实验目的
1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
2.观察白光和单色光的双缝干涉图样。
3.测定单色光的波长。
二、实验原理
单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ=。
三、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成),另外还有学生电源、导线、刻度尺。
四、实验步骤
1.观察干涉条纹
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。
(2)接好电源,打开开关,使灯丝正常发光。
(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。
(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距约5~10 cm,这时,可观察白光的干涉条纹。
(5)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。
2.测定单色光的波长
(1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。
(2)使分划板中心线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2;将该条亮纹记为第n条亮条纹,则相邻两亮条纹间距Δx=。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。
(4)重复测量、计算,求出波长的平均值。
五、数据处理
1.条纹间距Δx=。
2.波长λ=Δx。
3.计算多组数据,求λ的平均值。
六、注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,且注意保养。
2.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当。
3.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。
4.照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行,故应正确调节。
题型一 教材原型实验
(2024·河北卷,T11)某同学通过双缝干涉实验测量单色光波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为________(选填“红光”或“绿光”)。
[解析] 根据Δx=λ,可得λ=,由表中数据可知Δx1= mm=1.608 mm,Δx2= mm=1.928 mm,故Δx1<Δx2,则λ1<λ2,已知绿光的波长小于红光的波长,则单色光1是绿光。
[答案] 绿光
(2026·山东威海市期末)图甲所示为用双缝干涉测量光的波长的实验装置。请回答以下问题。
(1)虚线框内从左向右放置的三个光学元件依次为________。
A.单缝、双缝、滤光片
B.单缝、滤光片、双缝
C.滤光片、单缝、双缝
(2)用测量头测量相邻两条亮条纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图乙所示,然后转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,则相邻两条亮条纹的间距为________mm(保留3位有效数字)。
(3)已知双缝间的距离d=0.8 mm,双缝到光屏间的距离L=1.60 m,则光的波长为____________nm(保留整数)。
[解析] (1)实验装置中,虚线框内从左向右放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝,故选C。
(2)螺旋测微器的精确度为0.01 mm,x1=1.5 mm+20.5×0.01 mm=1.705 mm, x6=9 mm+15.0×0.01 mm=9.150 mm,条纹间距Δx=≈1.49 mm。
(3)根据条纹间距公式Δx=λ,代入数据可知λ==745 nm。
[答案] (1)C (2)1.49 (3)745
(2026·辽宁省重点中学协作校模拟)(1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图甲所示),下列说法正确的是________。
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C.为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距Δx=
D.某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光
(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图乙所示,A位置读数为________mm,则入射光的波长λ=________m(结果保留2位有效数字)。
[解析] (1)实验时,调节光源的高度和角度,让光源中心位于遮光筒的中心轴线上,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮,然后放好单缝和双缝,故A错误;实验中,测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,故B正确;为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,然后求出相邻两条亮条纹间距Δx=,故C正确;根据Δx=λ,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以增大入射光的波长,由于蓝光的波长小于黄光的波长,可知不能够改用蓝光作为入射光,故D错误。故选BC。
(2)根据游标卡尺的读数规律,A位置读数为x1=11 mm+0.1×1 mm=11.1 mm,B位置读数为x2=15 mm+0.1×6 mm=15.6 mm,则相邻明条纹中心之间的间距Δx=,根据Δx=λ,解得λ≈6.4×10-7 m。
[答案] (1)BC (2)11.1 6.4×10-7
题型二 实验拓展创新
(2026·浙江温州市模拟)某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后,自制了一套双缝干涉演示仪(图1),所用单缝的缝宽可调(图2),并用电子显微镜头代替光屏,通过计算机呈现实验现象。
(1)若调节单缝的宽度由图2所示逐渐变窄,下列说法正确的是________。
A.当单缝宽度较宽时,无法观察到清晰的条纹
B.当单缝宽度较窄时,随着缝宽变窄,条纹间距逐渐变大
(2)已知双缝间的距离为d,光源与单缝的距离为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到电子显微镜头的距离为L3,计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为Δx,显示图样的放大倍数为k,则对应的光波波长为________(用题中所给物理量符号表示)。
[解析] (1)在双缝干涉实验中,单缝的作用是获得线光源,当单缝宽度较宽时,通过单缝的光不是线光源,所以无法观察到清晰的干涉图样,故A正确;干涉条纹间距公式Δx=λ,其中L为双缝到屏的间距,λ表示波长,d表示双缝间距,所以条纹间距宽度与单缝宽度无关,当单缝宽度变窄时,条纹间距不变,故B错误。
(2)双缝条纹间距公式Δx′=λ,其中Δx′是实际的相邻两亮条纹间的间距,那么显示的相邻亮条纹间距和实际的相邻亮条纹间距之间的关系为Δx=kΔx′,即Δx=kλ,整理得λ=。
[答案] (1)A (2)1.(2026·云南普洱市期末)某同学在图甲所示的光具座上组装双缝干涉装置,用以测量某单色光的波长。
(1)安装装置时,要摆放好各元件的位置,M、N两个光学元件依次为________、________。
(2)已知该装置中双缝间距d=0.3 mm,双缝到光屏的距离l=1.2 m,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示。分划板中心刻线在图中A位置时,手轮上的示数为2.10 mm;然后同方向转动测量头,分划板中心刻线在B位置时,手轮上的示数为15.30 mm,则该单色光的波长为________m。
解析:(1)器材从左到右的安装顺序为光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒,故填写单缝、双缝。
(2)根据题意可知,相邻两亮条纹中心的间距Δx= m=2.64×10-3 m,根据Δx=λ,解得λ=6.6×10-7 m。
答案:(1)单缝 双缝 (2)6.6×10-7
2.(2026·天津红桥区期末)如图甲所示,利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝的间距d=0.5 mm,双缝到光屏的距离L=80 cm,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。
(1)某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示,则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数如图丙所示,xA=________mm,在B位置时游标卡尺的读数xB=16.3 mm;该单色光的波长λ=________nm。
(2)实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小________(选填“系统误差”或“偶然误差”)。
(3)在该实验中,如果分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,装置各数据不变,在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数________(选填“多”或“少”)。
解析:(1)游标卡尺的读数xA=11 mm+5×0.1 mm=11.5 mm,Δx=,根据Δx=λ,代入数据解得λ=Δx=500 nm。
(2)实验时测量多条宽度取平均值是为了减小偶然误差。
(3)根据Δx=λ可知,红光条纹间距Δx较大,条纹个数较少。
答案:(1)11.5 500 (2)偶然误差 (3)少
3.(2026·云南曲靖市第一次统考)杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图甲所示。
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________(选填“垂直”或“平行”)放置。
(2)双缝间距为d,毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心,此时游标尺上的示数情况如图丙所示,其读数为________mm。若A、B两条亮纹中央间距为x,则所测光的波长为________(用所给物理量的字母表示)。
(3)若测量头中观察到的图样如图丁所示,波长的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
解析:(1)只有保证单缝和双缝互相平行,这样才能在屏上出现明暗相间的条纹。
(2)由于游标尺为20分度,其精确度为0.05 mm,故游标卡尺的示数为9 mm+3×0.05 mm=9.15 mm;若A、B两条亮纹中央间距为x,则条纹间距Δx=,根据Δx=λ,解得λ=。
(3)条纹与分划板中心刻线不平行时,实际值Δx实=Δx测cos θ,θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角,则有Δx实<Δx测,由λ=d可知波长的测量值大于实际值。
答案:(1)平行 (2)9.15  (3)大于
4.(2026·新疆维吾尔自治区模拟)用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示。实验时,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,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,该同学可以__________(选填“增大”或“减小”)双缝间的距离或__________(选填“增大”或“减小”)双缝到屏间的距离。
(2)在某次测量绿光的波长实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐并将该亮条纹记为第1条亮条纹,此时手轮上的示数为5.770 mm;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,则此时的示数为________mm。若双缝间距d=0.25 mm,双缝到屏的距离l=75.00 cm,则所测绿光的波长为________nm。
解析:(1)想增加从目镜中观察到的条纹个数,需减小相邻条纹的间距,根据公式Δx=λ可知,可以增大双缝间的距离或减小双缝到屏间的距离。
(2)根据千分尺的读数原理可得示数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm。根据题意可知相邻条纹间距Δx= mm=1.62 mm,代入Δx=λ,计算可得λ=540 nm。
答案:(1)增大 减小 (2)13.870 540
5.(2026·河北石家庄一中一模)小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1)某次观察时,透过测量头观察到了绿光的干涉条纹,但条纹的亮度很低,为了便于测量,下列方法能够使条纹亮度增加的是________。
A.增加光源的功率
B.将毛玻璃换成透明玻璃
C.调节测量头的位置
(2)下列图示中条纹间距表示正确的是________。
(3)如图甲所示的是小沈同学又参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验,图乙、丙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较乙、丙两图线可判断,第一次实验中________。
A.单缝与双缝的间距一定较大
B.光强度较小
C.光源到双缝距离较大
D.双缝到光传感器的距离可能较小
解析:(1)为了便于测量,要使条纹亮度增加,即使得单位时间内的光子数目增多,增加光源的功率,则单位时间内的光子数目增多,故A正确;将毛玻璃换成透明玻璃,不会看到亮条纹,故B错误;调节测量头的位置,亮度不变,故C错误。
(2)干涉条纹的宽度是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和,为两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故图示中条纹间距表示正确的是C。
(3)由题图可知,第一次得到的条纹间距较小,根据Δx=λ可知,单缝与双缝的间距、光强度、光源到双缝的距离对条纹间距均无影响,故A、B、C错误;双缝到光传感器的距离l较小,则条纹间距较小,故D正确。
答案:(1)A (2)C (3)D
6.(2026·福建闽侯一中一模)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时,光源正常发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距Δx时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx。下列测量采用了类似方法的有________。
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
(2)该同学转动手轮,使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时手轮上的示数,如图丙所示为________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm(计算结果保留3位有效数字)。
(3)若相邻亮条纹的间距为Δx,单缝与屏的距离为L1,双缝与屏的距离为L2,单缝宽为d1,双缝间距为d2,则光的波长用上述部分物理量可表示为λ=________。
(4)关于此实验,下面几种说法正确的是________。
A.仅撤掉滤光片,光屏仍能观察到干涉图样
B.仅将单缝移近双缝,光屏上观察到的条纹数变少
C.单、双缝相平行,两缝与光屏上的条纹相垂直
D.仅撤掉双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
解析:(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距Δx时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx,使用了积累法,减小了测量误差。“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量,同样使用了积累法,减小了测量误差。
(2)螺旋测微器的最小分度值为0.01 mm,题图乙的读数为0+26.0×0.01 mm=0.260 mm,题图丙的读数为11.5 mm+15.2×0.01 mm=11.652 mm,相邻亮纹的间距Δx== mm≈2.28 mm。
(3)根据干涉条纹间距公式有Δx=λ,整理得λ=。
(4)仅撤掉滤光片,通过单缝和双缝的是复色光,满足干涉条件,光屏仍能观察到干涉图样,故A正确;根据干涉条纹间距公式有Δx=λ,光屏上观察到的条纹数与单缝和双缝间的距离无关,故B错误;单、双缝相平行,两缝与光屏上的条纹平行,故C错误;仅撤掉双缝,光通过单缝发生衍射,在光屏上能观察到明暗相间的条纹,故D正确。
答案:(1)C (2)11.652 2.28 (3) (4)AD

展开更多......

收起↑

资源列表