4.4實驗：用雙縫干涉測量光的波長專題復(fù)習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理人教版（2019）選擇性必修第一冊一、選擇題（共15題）1．某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示。他改變的實驗條件可能是（　?。?/span>A．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2．如圖所示，某同學(xué)對雙縫干涉實驗裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象，下述現(xiàn)象中能夠觀察到的是（　?。?/span>A．將濾光片由紅色的換成藍(lán)色的，干涉條紋間距變寬B．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬C．換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失3．在雙縫干涉實驗中，設(shè)單縫寬度為h，雙縫距離為d，雙縫與屏的距離為l，當(dāng)采取下列四組數(shù)據(jù)中的哪一組時，可在光屏上觀察到清晰可辨的干涉條紋(　　) A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1mB．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cmC．h＝1mm，d＝10cm，l＝1mD．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m4．用圖所示的裝置來觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象時，以下推斷正確的是     (　　)A．狹縫屏的作用是使入射光到達(dá)雙縫屏?xí)r，雙縫就成了兩個振動情況總是相同的光源B．若入射光是白光，則像屏上的條紋是黑白相間的干涉條紋C．像屏上某點到雙縫的距離差為入射光波長的1.5倍時，該點處一定是亮條紋D．雙縫干涉中亮條紋之間的距離相等，暗條紋之間的距離不相等5．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中（實驗裝置如圖）:下列說法哪一個是錯誤的（　　）（填選項前的字母）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．測量某條干涉亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C．為了減小測量誤差，可用測微目鏡測出條亮紋中心間的距離，求出相鄰兩條亮紋間距6．利用圖示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測量光的波長。下列說法中正確的是（　?。?/span> A．實驗裝置中的①②③元件分別為單縫、濾光片、雙縫B．測量時測量頭分劃板的中心刻線應(yīng)與條紋的中心對齊C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．測量過程中誤將5個條紋間距數(shù)成6個，波長測量值偏大7．在楊氏雙縫干涉實驗中，如果（　?。?/span>A．用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B．用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C．若僅將入射光由紅光改為紫光，則條紋間距一定變大D．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋8．在光的雙縫干涉實驗中，光屏上出現(xiàn)的條紋情況是（       ）A．中央明條紋最寬B．各種不同色光的暗條紋間距一樣大C．對于同種色光，光屏離雙縫距離越遠(yuǎn)明條紋的間距越小D．在相同裝置中紅光的明條紋間距比紫光的明條紋間距大9．如圖所示是一雙縫干涉實驗裝置的示意圖,其中S為單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏．實驗時用白光從左邊照射單縫S,可在光屏P上觀察到彩色的干涉條紋．現(xiàn)在S1、S2的左邊分別加上紅色和藍(lán)色濾光片,則在光屏P上可觀察到 （ ） A．紅光和藍(lán)光兩套干涉條紋B．紅、藍(lán)相間的條紋C．兩種色光相疊加,但不出現(xiàn)干涉條紋D．屏的上部為紅光,下部為藍(lán)光,不發(fā)生疊加10．某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到圖（甲）所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖（乙）所示。他改變的實驗條件是（　?。?/span>A．減小雙縫之間的距離B．減小光源到雙縫的距離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11．在雙縫干涉實驗裝置中，正確的說法是（       ）．A．光源必須發(fā)出單色光B．光經(jīng)過單縫成為單色光C．光經(jīng)過雙縫成為兩束振動情況完全相同的光D．兩束光只在屏上發(fā)生干涉12．用單色光做雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（　?。?/span>A．相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距相等B．中央亮條紋寬度是兩邊亮條紋寬度的2倍C．屏與雙縫之間的距離減小，則屏上條紋間的距離增大D．在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距13．如圖所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，一同學(xué)觀察到清晰的干涉條紋。若他對實驗裝置進(jìn)行改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的干涉條紋，但條紋間距變窄。以下改動可能會實現(xiàn)這個效果的是（　?。?/span>A．僅將濾光片向右移動靠近單縫 B．僅將單縫與雙縫的位置互換C．僅將紅色濾光片換成綠色濾光片 D．僅將單縫向左移動少許14．在“用雙縫干涉測量單色光的波長”實驗中（　?。?/span>A．光源與屏之間應(yīng)依次放置雙縫、濾光片、單縫B．光源與屏之間應(yīng)依次放置濾光片、雙縫、單縫C．實驗中，若僅將綠色濾光片改為紅色濾光片，則屏上的干涉條紋間距將變寬D．實驗中，若僅將雙縫與屏幕之間距離增大，則屏上的干涉條紋間距將變窄15．如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，光具座上放置的光學(xué)元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各裝置的名稱依次是下列選項中的（　　）A．a單縫、b濾光片、c雙縫、d光屏B．a濾光片、b單縫、c雙縫、d光屏C．a單縫、b雙縫、c濾光片、d光屏D．a濾光片、b雙縫、c單縫、d光屏二、填空題（共4題）16．（某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測量激光的波長。將一束激光照在雙縫上，在光屏上觀察到如圖乙所示平行且等寬的明暗相間的條紋。該同學(xué)測得雙縫間距為d（每個縫的寬度很窄可忽略），光屏到雙縫的距離為L，經(jīng)測量得出5條亮條紋中心之間的距離為a，圖乙中的條紋是因為激光發(fā)生了______（填“干涉”、“衍射”）現(xiàn)象而產(chǎn)生的，經(jīng)計算該激光的波長為______。17．某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究光的干涉和衍射，光電傳感器可以測量光屏上光強的分布。某次實驗時，在電腦屏幕上得到圖乙所示的光強分布，這位同學(xué)在縫屏上安裝的是________(填“單縫”或“雙縫”)。當(dāng)研究干涉現(xiàn)象時，若要使干涉條紋的間距變大，可選用寬度較________(填“寬”或“窄”)的雙縫，或使雙縫屏與光屏間的距離________(填“增大”或“減小”)。18．如圖所示為雙縫干涉實驗的原理圖，光源S到縫、的距離相等，為、連線中垂線與光屏的交點。用波長為500nm的光實驗時，光屏中央處呈現(xiàn)中央亮條紋（記為第0條亮條紋），P處呈現(xiàn)第2條亮條紋。當(dāng)改用波長為400nm的光實驗時，P處呈現(xiàn)第___________條__________（填“明條紋”或“暗條紋”）。為使P處呈現(xiàn)第2條亮條紋，可把光屏適當(dāng)________（填“向左平移”或“向右平移”）。19．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，如圖甲所示，光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、透鏡、_M_、_N_、_P_、遮光筒、毛玻璃、放大鏡。（1）M、N、P三個光學(xué)元件依次為___________。A．濾光片、單縫、雙縫       B．單縫、濾光片、雙縫C．單縫、雙縫、濾光片       D．濾光片、雙縫、單縫（2）通過測量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對齊，如圖乙所示。若要使兩者對齊，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？___________。A．僅左右轉(zhuǎn)動透鏡B．僅旋轉(zhuǎn)單縫C．僅旋轉(zhuǎn)雙縫D．僅旋轉(zhuǎn)測量頭（3）亮條紋與分劃板豎線對齊后，移動測量頭，第1、4條亮條紋對應(yīng)的示數(shù)如圖丙所示。已知雙縫間距為4.0×10-4 m，雙縫到屏的距離為1.0 m，則光的波長為___________nm。（1 nm=1×10-9 m，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）三、綜合題（共4題）20．某同學(xué)在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，已知兩縫間的間距為，以某種單色光照射雙縫時，在離雙縫遠(yuǎn)的屏上，用測量頭測量條紋間的寬度：先將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，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條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示。根據(jù)以上實驗，測得的這種光的波長是多少？21．某同學(xué)按雙縫干涉實驗裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得了成功，若他在此基礎(chǔ)上將遮光筒內(nèi)的光屏向靠近雙縫的方向移動少許，其他不動，實驗仍能成功嗎？為什么？22．(1) 在雙縫干涉實驗中, 要減小相鄰兩條明條紋間的距離, 正確的做法是______   A．改用頻率較大的光                              B．改用在真空中波長較大的光   C．減小雙縫到屏之間的距離                  D．改用在同一介質(zhì)中傳播速度較小的光   E. 增強入射光強度(2) 如圖所示, 實線是某時刻的波形圖像, 虛線是0.25 s后的波形圖.   ① 若波向左傳播, 求它傳播的可能距離;   ② 若波向右傳播, 求它的最大周期;   ③ 若波速是68 m/s, 判斷波的傳播方向.23．用波長為0.51μm的綠光經(jīng)雙縫干涉裝置在屏上得到干涉條紋，測得兩條亮條紋間距為0.5mm。將該裝置放到水中并改用紅光做雙縫干涉實驗，測得干涉條紋中兩相鄰亮條紋間距仍為0.5mm。若水對紅光的折射率為，求紅光的頻率ν。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
參考答案：1．B2．C3．D4．A5．A6．B7．B8．D9．C10．A11．C12．A13．C14．C15．B16．     干涉     17．     單縫     窄     增大18．     3     暗條紋     向右平移19．     A     D     75720．6.725×10-7m21．能，實驗仍能成功，因為干涉條紋是雙縫發(fā)出的光疊加的結(jié)果，雙縫后面的區(qū)域處處存在疊加，遮光筒內(nèi)的光屏向靠近雙縫的方向移動少許時，根據(jù)L變小、d、λ均沒變，只是條紋間距變小22．)ACD①若波向左傳播,它傳播的可能距離為: x = (4n + 3) m   (n = 0,1,2,…)            ②若波向右傳播,最大周期 Tmax = 1 s ③波向右傳播.     23． 

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4 實驗：用雙縫干涉測量光的波長

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第一冊

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