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第五節(jié)　用雙縫干涉實驗測定光的波長
1～3題每題12分，4題10分，5～6題每題15分，7題24分，共100分
1．(12分)(多選)物理學(xué)家托馬斯·楊巧妙地解決了相干光源問題，第一次在實驗室觀察到了光的干涉現(xiàn)象。如圖為實驗裝置簡圖，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，實驗時正確的選擇是(　　)
A．N應(yīng)選用遮光屏1 B．N應(yīng)選用遮光屏3
C．O應(yīng)選用遮光屏2 D．O應(yīng)選用遮光屏4
2．(12分)(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，按照裝置圖安裝好實驗裝置，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筒的軸線不一致，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
3．(12分)如圖是某同學(xué)用“雙縫干涉法”做測定某單色光的波長實驗示意圖。圖中，單縫到雙縫的距離為L1，雙縫到墻壁的距離為L2，雙縫間距為d，墻壁上的干涉圖樣及尺寸如圖，則該單色光的波長為(　　)
A. B. C. D.
4．(10分)在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中
(1)(5分)某同學(xué)先將光源靠近遮光筒的雙縫端并等高放置，然后在筒的另外一側(cè)觀察，發(fā)現(xiàn)筒的上壁照得很亮，此時他應(yīng)將遮光筒的觀察端向________(填“上”或“下”)調(diào)節(jié)；
(2)(5分)幾位同學(xué)做實驗時，有的用距離為0.1 mm的雙縫，有的用距離為0.2 mm的雙縫；同時他們還分別用紅、紫兩種不同顏色的濾光片進(jìn)行了觀察，如圖選自他們的觀察記錄，其中正確反映實驗結(jié)果的是________(已知紅光波長大于紫光的波長)。
5．(15分)(2019·全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題：
(1)(5分)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(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
C．將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動
D．使用間距更小的雙縫
(2)(5分)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝________。
(3)(5分)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm。則所測單色光的波長為________ nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
6．(15分)(2023·深圳市高二期末)某實驗小組使用圖甲的裝置測量某紅色激光的波長。用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫間的寬度d＝0.2 mm 。激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖乙所示，由刻度尺測出A、B兩明條紋間的距離x＝ ________ mm。通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離L＝2.0 m ，由此則可以計算該激光的波長λ＝________ m。如果用紫色激光重新實驗，相鄰明條紋間距會________(填“變大”“變小”或“不變”)。
7．(24分)洛埃德在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示，單色光從單縫S射出，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)(6分)通過洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致。如果S被視為其中的一個縫，________相當(dāng)于另一個“縫”；
(2)(6分)實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h＝0.15 mm，單縫到光屏的距離D＝1.2 m，觀測到第3個明條紋中心到第12個明條紋中心的間距為22.78 mm，則該單色光的波長λ＝________ m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)；
(3)(6分)下列操作中能夠增大光屏上相鄰兩條明條紋之間的距離的有________；
A．將平面鏡稍向上移動一些
B．將平面鏡稍向右移動一些
C．將光屏稍向右移動一些
D．將光源由紅色光改為綠色光
(4)(6分)實驗表明，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面發(fā)生反射，在入射角接近90°時，反射光與入射光相比，相位有π的變化，稱為“半波損失”。如果把光屏移動到和平面鏡接觸，接觸點P處是________。(填“明條紋”或“暗條紋”)
第五節(jié)　用雙縫干涉實驗測定光的波長
1．AC　[在雙縫干涉實驗中，光線要先通過單縫，再通過雙縫，形成相干光源，且線光源應(yīng)和單縫、雙縫均平行，因此N應(yīng)選用遮光屏1，O應(yīng)選用遮光屏2，故選項A、C正確。]
2．AC　[安裝實驗器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫中心位置在遮光筒軸線上，單縫與雙縫要相互平行，才能使實驗成功。與是否安裝濾光片無關(guān)，當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不要太暗。故選項A、C正確。]
3．C　[由題圖可知干涉條紋間距為Δx＝＝，解得該單色光的波長為λ＝，故選C。]
4．(1)上　(2)BD
解析　(1)發(fā)現(xiàn)筒的上壁照得很亮說明光線向上即觀察端偏下，所以應(yīng)將觀察端向上調(diào)節(jié)；
(2)根據(jù)Δx＝，可知，當(dāng)紅光分別通過距離為0.1 mm和0.2 mm的雙縫時，雙縫間的距離越大條紋間的距離越小，A錯誤，B正確；同理，當(dāng)紅光和紫光通過相同距離的雙縫時即L、d相同情況下，波長越長條紋間的距離越大，C錯誤，D正確。
5．(1)B　(2)　(3)630
解析　(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，需要減小條紋間距，由Δx＝λ可知，需要減小雙縫到屏的距離l或增大雙縫間的距離d，故B項正確，A、C、D項錯誤。
(2)由題意可知，＝λ，
解得λ＝。
(3)將已知條件代入公式解得
λ＝630 nm。
6．65.0　6.5×10－7　變小
解析　刻度尺的最小刻度值為1 mm，由刻度尺讀出A、B兩明條紋間的距離為9.00 cm－2.50 cm＝6.50 cm＝65.0 mm，
相鄰兩條明條紋間的距離
Δx＝＝ mm＝6.50 mm，
由Δx＝λ
可得λ＝
＝ m＝6.5×10－7 m，如果用紫色激光重新實驗，由于紫色激光的波長較小，由Δx＝λ可知，d、L不變，則相鄰明條紋間距會變小。
7．(1)S′　(2)6.33×10－7　(3)AC
(4)暗條紋
解析　(1)如果S被視為其中的一個縫，S′相當(dāng)于另一個“縫”。
(2)第3個明條紋中心到第12個明條紋中心的間距為22.78 mm，則相鄰明條紋間距為
Δx＝ m≈2.53×10－3 m
等效雙縫間的距離為
d＝2h＝0.30 mm＝3.0×10－4 m
根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
Δx＝λ
則有λ＝
＝ m
≈6.33×10－7 m。
(3)根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，僅增大D，僅減小d，僅增大波長λ，均能夠增大光屏上相鄰兩條明條紋之間的距離，所以A、C正確，B、D錯誤。
(4)如果把光屏移動到和平面鏡接觸，在入射角接近90°時，反射光與入射光相比，相位有π的變化，即“半波損失”，故直接射到光屏上的光和經(jīng)平面鏡反射的光相位差為π，所以接觸點P處是暗條紋。第五節(jié)　用雙縫干涉實驗測定光的波長
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.了解實驗裝置，知道實驗原理及需要測量的物理量，知道測量頭的使用方法，會測量明條紋的間距(重點)。2.知道獲得干涉圖樣的實驗操作要求，理解實驗中滿足干涉條件的方法(重點)。3.經(jīng)歷實驗過程，會設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表并記錄數(shù)據(jù)，會根據(jù)給出的波長表達(dá)式計算不同顏色光的波長(難點)。
一、實驗思路
1．實驗原理
在雙縫干涉實驗中，相鄰明紋(或暗紋)之間的距離Δx與波長λ、雙縫間距d、雙縫到屏的距離L之間的關(guān)系為Δx＝λ。若測出雙縫干涉中的Δx，d與L，即可求出λ＝ 。
2．物理量的測量
(1)L的測量：可以用米尺測出。
(2)Δx的測量：用測量頭測出。
說明：①測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成。
②雙縫間距d可從產(chǎn)品銘牌上直接讀出。
二、實驗裝置
1．雙縫干涉儀
2．實驗器材
包括光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等。
三、進(jìn)行實驗
1．將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
2．調(diào)整光源的位置，使光源發(fā)出的光平行地進(jìn)入遮光筒并照亮光屏。
3．放置單縫和雙縫，使縫相互平行，調(diào)整各部件的間距，觀察白光的雙縫干涉圖樣(彩色條紋)。
4．在光源和單縫間放置濾光片，使單一顏色的光通過，觀察單色光的雙縫干涉圖樣(明暗相間的單色條紋)。
5．測量雙縫到屏的距離L和相鄰兩條明(或暗)條紋間的距離Δx。
6．換用不同顏色的濾光片并改變雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應(yīng)的波長。
四、數(shù)據(jù)分析
1．在屏后緊貼屏幕安裝__________，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋，如圖所示。
2．使分劃板中心刻線對齊某條明條紋的中心，記下手輪上的示數(shù)x1，將該條紋記為第1條明條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一明條紋的中心，記下此時手輪上的示數(shù)x2，兩次示數(shù)之差就是相鄰兩條明條紋間的距離，即Δx＝|x1－x2|。
3．重復(fù)測量、計算，求出波長的平均值。
五、誤差分析
1．誤差來源
由于光波的波長很小，雙縫到光屏的距離L和條紋間距Δx的測量是否準(zhǔn)確對波長的測量影響很大，是本實驗誤差的主要來源。
2．減少誤差的方法
(1)L的測量：使用毫米刻度尺測量，可多測幾次求平均值。
(2)Δx的測量：使用測量頭測量，測出n條明條紋間的距離a，則Δx＝，同樣可以多測幾次求平均值，進(jìn)一步減小實驗誤差。
六、注意事項
1．雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測量頭等元件。
2．濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去。
3．安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫、光屏的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約5～10 cm。
4．常見問題的成因：照在像屏上的光很弱主要是由于燈絲與單縫、雙縫、遮光筒不共軸線所致；干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行。
5．測量頭在使用時應(yīng)使中心刻線對應(yīng)著明(或暗)條紋的中心。
6．光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近。
例1　(2024·汕尾市高二期末)在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，單縫保持豎直方向，測量紅光的波長。
(1)組裝如圖甲所示的儀器時，下列說法正確的是________。
A．a(chǎn)代表單縫，b代表雙縫
B．a(chǎn)代表雙縫，b代表單縫
C．單縫和雙縫應(yīng)相互垂直放置
D．單縫和雙縫應(yīng)相互平行放置
(2)如圖乙所示為干涉圖樣，轉(zhuǎn)動測量頭上的手輪(圖中未畫出)，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)如圖乙所示的明條紋A的中心，此時游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x＝________ mm。
(3)將紅光改為綠光，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則條紋為________(選填“橫條紋”或“豎條紋”)，條紋間距________(選填“變寬”或“變窄”)。
例2　(2024·廣東省高二期末)“用雙縫干涉測光的波長”的實驗裝置如圖所示，光源為白熾燈。
(1)下列說法正確的是________；
A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫
B．為了減小測量誤差，可測出n條明條紋中心間的距離a，求出相鄰兩條明條紋間距Δx＝
C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬
D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失
(2)已知雙縫間距d＝0.2 mm，雙縫到屏間的距離L＝800 mm。將測量頭的分劃板中心刻線與某明條紋的中心對齊，將該明條紋定為第1條明條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條明條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，求得這種色光的波長λ＝________ nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(3)若在目鏡中觀察到如圖所示的情形。實驗中其他操作無誤，則此情形下測得的單色光波長將________(選填“偏大”“不變”或“偏小”)
例3　用光傳感器進(jìn)行雙縫干涉的實驗，如圖甲所示是實驗裝置圖。
(1)下列關(guān)于本實驗的操作與敘述正確的是________。
A．干涉圖像中，相鄰兩個波峰之間的距離即相鄰兩條明條紋中心的間距
B．雙縫擋板不動，下移光源，使之更靠近刻有雙縫的擋板，則干涉條紋間距減小
C．光源不動，下移雙縫擋板，使之更靠近光傳感器，則干涉條紋間距不變
D．減小雙縫間距，干涉條紋間距也減小
(2)在不改變雙縫的間距和雙縫到光傳感器的距離的前提下，用紅光和綠光做了兩次實驗，下圖中的乙、丙分別對應(yīng)這兩次實驗得到的干涉圖像，紅光的圖像是________(選填“乙”或“丙”)。
答案精析
例1　(1)AD　(2)0.5　(3)豎條紋　變窄
解析　(1)a代表單縫，b代表雙縫，因為單縫在光源和雙縫之間，A正確，B錯誤；單縫和雙縫應(yīng)相互平行放置，C錯誤，D正確。
(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
x＝0＋0.1 mm×5＝0.5 mm。
(3)根據(jù)Δx＝λ，將紅光改為綠光，波長變小，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，條紋與雙縫平行，是豎條紋，條紋間距變窄。
例2　(1)B　(2)578　(3)偏大
解析　(1)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不需放單縫和雙縫，故A錯誤；n條明條紋之間有n－1個間距，相鄰明條紋的間距為Δx＝，故B正確；條紋的寬度與單縫和雙縫間的距離無關(guān)，所以將單縫向雙縫移動之后，并不影響條紋的寬度，故C錯誤；去掉濾光片后，入射光是復(fù)合光，能發(fā)生干涉現(xiàn)象，但條紋是彩色的，故D錯誤。
(2)甲中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2 mm，可動刻度讀數(shù)為
0．01×32.0 mm＝0.320 mm，
乙中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為13.5 mm，可動刻度讀數(shù)為
0．01×37.0 mm＝0.370 mm，
則有Δx＝ mm＝2.310 mm，根據(jù)干涉條紋的間距公式Δx＝λ，可得λ＝，代入數(shù)據(jù)得λ＝5.78×10－7 m＝578 nm。
(3)由數(shù)學(xué)知識可知會導(dǎo)致條紋間距測量值偏大，由公式Δx＝λ，可知導(dǎo)致測量的單色光波長偏大。
例3　(1)A　(2)丙
解析　(1)相鄰兩個波峰之間的距離即相鄰兩條明條紋中心的間距，A正確；根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝λ知，若下移光源，干涉條紋間距不變，B錯誤；光源不動，下移雙縫擋板，使之更靠近光傳感器，即減小雙縫與光傳感器間距離，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝λ知，干涉條紋間距會減小，C錯誤；減小雙縫間距，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝λ知，干涉條紋間距增大，D錯誤。
(2)由Δx＝λ可知，波長越長，條紋間距越大，故紅光的圖像是丙。(共48張PPT)
DIYIZHANG
第四章
第五節(jié)　用雙縫干涉實驗測定光的波長
1.了解實驗裝置，知道實驗原理及需要測量的物理量，知道測量頭的使用方法，會測量明條紋的間距(重點)。
2.知道獲得干涉圖樣的實驗操作要求，理解實驗中滿足干涉條件的方法(重點)。
3.經(jīng)歷實驗過程，會設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表并記錄數(shù)據(jù)，會根據(jù)給出的波長表達(dá)式計算不同顏色光的波長(難點)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、實驗思路
2.物理量的測量
(1)L的測量：可以用米尺測出。
(2)Δx的測量：用測量頭測出。
說明：①測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成。
②雙縫間距d可從產(chǎn)品銘牌上直接讀出。
二、實驗裝置
1.雙縫干涉儀
2.實驗器材
包括光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等。
三、進(jìn)行實驗
1.將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
2.調(diào)整光源的位置，使光源發(fā)出的光平行地進(jìn)入遮光筒并照亮光屏。
3.放置單縫和雙縫，使縫相互平行，調(diào)整各部件的間距，觀察白光的雙縫干涉圖樣(彩色條紋)。
4.在光源和單縫間放置濾光片，使單一顏色的光通過，觀察單色光的雙縫干涉圖樣(明暗相間的單色條紋)。
5.測量雙縫到屏的距離L和相鄰兩條明(或暗)條紋間的距離Δx。
6.換用不同顏色的濾光片并改變雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應(yīng)的波長。
四、數(shù)據(jù)分析
1.在屏后緊貼屏幕安裝 ，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋，如圖所示。
2.使分劃板中心刻線對齊某條明條紋的中心，記下手輪上的示數(shù)x1，將該條紋記為第1條明條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一明條紋的中心，記下此時手輪上的示數(shù)x2，兩次示數(shù)之差就是相鄰兩條明條紋間的距離，即Δx＝|x1－x2|。
3.重復(fù)測量、計算，求出波長的平均值。
測量頭
五、誤差分析
1.誤差來源
由于光波的波長很小，雙縫到光屏的距離L和條紋間距Δx的測量是否準(zhǔn)確對波長的測量影響很大，是本實驗誤差的主要來源。
2.減少誤差的方法
(1)L的測量：使用毫米刻度尺測量，可多測幾次求平均值。
六、注意事項
1.雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測量頭等元件。
2.濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去。
3.安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫、光屏的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約5～10 cm。
4.常見問題的成因：照在像屏上的光很弱主要是由于燈絲與單縫、雙縫、遮光筒不共軸線所致；干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行。
5.測量頭在使用時應(yīng)使中心刻線對應(yīng)著明(或暗)條紋的中心。
6.光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近。
　(2024·汕尾市高二期末)在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，單縫保持豎直方向，測量紅光的波長。
例1
(1)組裝如圖甲所示的儀器時，下列說法正確的是______。
A.a代表單縫，b代表雙縫 B.a代表雙縫，b代表單縫
C.單縫和雙縫應(yīng)相互垂直放置 D.單縫和雙縫應(yīng)相互平行放置
AD
a代表單縫，b代表雙縫，因為單縫在光源和雙縫之間，A正確，B錯誤；
單縫和雙縫應(yīng)相互平行放置，C錯誤，D正確。
(2)如圖乙所示為干涉圖樣，轉(zhuǎn)動測量頭上的手輪(圖中未畫出)，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)如圖乙所示的明條紋A的中心，此時游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x＝______ mm。
0.5
游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為x＝0＋0.1 mm×5＝0.5 mm。
(3)將紅光改為綠光，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則條紋為________(選填“橫條紋”或“豎條紋”)，條紋間距______(選填“變寬”或“變窄”)。
豎條紋
變窄
　(2024·廣東省高二期末)“用雙縫干涉測光的波長”的實驗裝置如圖所示，光源為白熾燈。
例2
(1)下列說法正確的是_____；
A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線
照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫
C.將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬
D.去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失
B
調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不需放單縫和雙縫，故A錯誤；
條紋的寬度與單縫和雙縫間的距離無關(guān)，所以將單縫向雙縫移動之后，并不影響條紋的寬度，故C錯誤；
去掉濾光片后，入射光是復(fù)合光，能發(fā)生干涉現(xiàn)象，但條紋是彩色的，故D錯誤。
(2)已知雙縫間距d＝0.2 mm，雙縫到屏間的距離L＝800 mm。將測量頭的分劃板中心刻線與某明條紋的中心對齊，將該明條紋定為第1條明條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條明條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，求得這種色光的波長λ＝______ nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
578
甲中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2 mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×32.0 mm＝0.320 mm，乙中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為13.5 mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×37.0 mm＝0.370 mm，
(3)若在目鏡中觀察到如圖所示的情形。實驗中其他操作無誤，則此情形下測得的單色光波長將________(選填“偏大”“不變”或“偏小”)
偏大
　用光傳感器進(jìn)行雙縫干涉的實驗，如圖甲所示是實驗裝置圖。
(1)下列關(guān)于本實驗的操作與敘述正確的是_____。
A.干涉圖像中，相鄰兩個波峰之間的距離即相鄰兩
條明條紋中心的間距
B.雙縫擋板不動，下移光源，使之更靠近刻有雙縫
的擋板，則干涉條紋間距減小
C.光源不動，下移雙縫擋板，使之更靠近光傳感器，則干涉條紋間距不變
D.減小雙縫間距，干涉條紋間距也減小
例3
A
相鄰兩個波峰之間的距離即相鄰兩條明條紋中心的間距，A正確；
(2)在不改變雙縫的間距和雙縫到光傳感器的距離的前提下，用紅光和綠光做了兩次實驗，下圖中的乙、丙分別對應(yīng)這兩次實驗得到的干涉圖像，紅光的圖像是_____(選填“乙”或“丙”)。
丙
課時對點練
基礎(chǔ)對點練
1
2
3
4
5
6
1.(多選)物理學(xué)家托馬斯·楊巧妙地解決了相干光源問題，第一次在實驗室觀察到了光的干涉現(xiàn)象。如圖為實驗裝置簡圖，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，實驗時正確的選擇是
A.N應(yīng)選用遮光屏1
B.N應(yīng)選用遮光屏3
C.O應(yīng)選用遮光屏2
D.O應(yīng)選用遮光屏4
√
√
7
1
2
3
4
5
6
在雙縫干涉實驗中，光線要先通過單縫，再通過雙縫，形成相干光源，且線光源應(yīng)和單縫、雙縫均平行，因此N應(yīng)選用遮光屏1，O應(yīng)選用遮光屏2，故選項A、C正確。
7
1
2
3
4
5
6
2.(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，按照裝置圖安裝好實驗裝置，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筒的軸線不一致，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
√
√
7
1
2
3
4
5
6
安裝實驗器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫中心位置在遮光筒軸線上，單縫與雙縫要相互平行，才能使實驗成功。與是否安裝濾光片無關(guān)，當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不要太暗。故選項A、C正確。
7
3.如圖是某同學(xué)用“雙縫干涉法”做測定某單色光的波長實驗示意圖。圖中，單縫到雙縫的距離為L1，雙縫到墻壁的距離為L2，雙縫間距為d，墻壁上的干涉圖樣及尺寸如圖，則該單色光的波長為
1
2
3
4
5
6
√
7
1
2
3
4
5
6
7
4.在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中
(1)某同學(xué)先將光源靠近遮光筒的雙縫端并等高放置，然后在筒的另外一側(cè)觀察，發(fā)現(xiàn)筒的上壁照得很亮，此時他應(yīng)將遮光筒的觀察端向_____(填“上”或“下”)調(diào)節(jié)；
1
2
3
4
5
6
上
發(fā)現(xiàn)筒的上壁照得很亮說明光線向上即觀察端偏下，所以應(yīng)將觀察端向上調(diào)節(jié)；
7
(2)幾位同學(xué)做實驗時，有的用距離為0.1 mm的雙縫，有的用距離為0.2 mm的雙縫；同時他們還分別用紅、紫兩種不同顏色的濾光片進(jìn)行了觀察，如圖選自他們的觀察記錄，其中正確反映實驗結(jié)果的是________(已知紅光波長大于紫光的波長)。
1
2
3
4
5
6
BD
7
1
2
3
4
5
6
同理，當(dāng)紅光和紫光通過相同距離的雙縫時即L、d相同情況下，波長越長條紋間的距離越大，C錯誤，D正確。
7
5.(2019·全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題：
1
2
3
4
5
6
(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(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
C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動
D.使用間距更小的雙縫
B
7
1
2
3
4
5
6
7
(2)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條
暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝__________。
1
2
3
4
5
6
7
(3)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm。則所測單色光的波長為______ nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
1
2
3
4
5
6
630
將已知條件代入公式解得λ＝630 nm。
7
6.(2023·深圳市高二期末)某實驗小組使用圖甲的裝置測量某紅色激光的波長。用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫間的寬度d＝0.2 mm 。激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖乙所示，由刻度尺測出A、B兩明條紋間的距離x＝ ______ mm。通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離L＝2.0 m ，由此則可以計算該激光的波長λ＝_______
______ m。如果用紫色激光重新實驗，相鄰明條紋間距會______(填“變大”“變小”或“不變”)。
1
2
3
4
5
6
65.0
6.5×
變小
10－7
7
1
2
3
4
5
6
刻度尺的最小刻度值為1 mm，由刻度尺讀出A、B兩明條紋間的距離為9.00 cm－2.50 cm＝6.50 cm＝65.0 mm，
7
1
2
3
4
5
6
7
7.洛埃德在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示，單色光從單縫S射出，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
2
3
4
5
6
(1)通過洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致。如果S被視為其中的一個縫，______相當(dāng)于另一個“縫”；
S′
7
1
2
3
4
5
6
如果S被視為其中的一個縫，S′相當(dāng)于另一個“縫”。
7
(2)實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h＝0.15 mm，單縫到光屏的距離D＝1.2 m，觀測到第3個明條紋中心到第12個明條紋中心的間距為22.78 mm，則該單色光的波長λ＝___________ m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)；
1
2
3
4
5
6
6.33×10－7
7
1
2
3
4
5
6
第3個明條紋中心到第12個明條紋中心的間距為22.78 mm，則相鄰明條紋間距為
等效雙縫間的距離為d＝2h＝0.30 mm＝3.0×10－4 m
7
(3)下列操作中能夠增大光屏上相鄰兩條明條紋之間的距離的有______；
A.將平面鏡稍向上移動一些
B.將平面鏡稍向右移動一些
C.將光屏稍向右移動一些
D.將光源由紅色光改為綠色光
1
2
3
4
5
6
AC
7
1
2
3
4
5
6
7
(4)實驗表明，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面發(fā)生反射，在入射角接近90°時，反射光與入射光相比，相位有π的變化，稱為“半波損失”。如果把光屏移動到和平面鏡接觸，接觸點P處是________。(填“明條紋”或“暗條紋”)
1
2
3
4
5
6
暗條紋
7
1
2
3
4
5
6
如果把光屏移動到和平面鏡接觸，在入射角接近90°時，反射光與入射光相比，相位有π的變化，即“半波損失”，故直接射到光屏上的光和經(jīng)平面鏡反射的光相位差為π，所以接觸點P處是暗條紋。
7

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