高中物理人教版课上随堂练习选修3-4 13.4　实验：用双缝干涉测量光的波长 Word版含解析

4　实验：用双缝干涉测量光的波长 记一记 用双缝干涉测量光的波长知识体系 1个原理关系式———Δx＝λ 1套装置———双缝干涉仪 辨一辨 1.安装双缝干涉仪时，单缝和双缝不一定平行．(×) 2．应调整光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上．(√) 3．测量头的中心刻线要对着亮(或暗)纹的中心．(√) 4．用测量头直接测量相邻两条亮纹(或暗纹)中心间的距离，即Δx.(×) 5．照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行．(√) 想一想 1.测量长度的工具有：毫米刻度尺、米尺、螺旋测微器、游标卡尺等．光波的波长该用什么尺子来测量呢？ 提示：不是用某一把尺子，而是用双缝干涉仪来测量，在这个仪器中有毫米刻度尺和螺旋测微器(或游标卡尺)． 2．实验中为什么不直接测出相邻两条亮条纹间的距离Δx，而要测出n个亮条纹间的距离，再求平均值？ 提示：由于光的波长很小，实验中条纹宽度很小，直接测出一条条纹的宽度不准确或较难实现，只能先测出n个条纹间距，再求相邻亮条纹间的距离，这样既便于测量，又可以减小误差． 思考感悟：　 　 　 　 练一练 1. (多选)某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功．若他在此基础上对仪器的安装有如下改动，仍能使实验成功，下列说法正确的是(　　) A．将遮光筒的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动 B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动 C．将单缝向双缝移动少许，其他不动 D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动 解析：干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果，双缝后面的区域处处存在光，所以移动光屏或改变单缝与双缝间距，条纹仍然形成；将滤光片移至单缝和双缝之间，照到双缝上的光仍是振动情况完全一样的光源；将单缝与双缝的位置互换，失去了产生干涉的条件，故A、B、C三项正确，D项错误． 答案：ABC 2．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1_____Δx2(填“＞”“＜”或“＝”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为_____mm. 解析：根据Δx＝λ，因为红光的波长比绿光的长，所以红光的干涉条纹间距Δx1比绿光的干涉条纹间距Δx2大；由题意得相邻亮条纹的间距为Δx＝＝ mm＝2.1×10－3 m，再由Δx＝λ可以解得d＝0.300 mm. 答案：＞　0.300 3．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长． (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_____、A. (2)本实验的步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用毫米刻度尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离． 在操作步骤②时除了注意单缝和双缝间距为5 cm～10 cm，还应注意_____． (3)将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甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数_____ mm，求得相邻亮纹的间距Δx为_____ mm. (4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，则所测红光波长为_____nm. 解析：(1)排列顺序为C、E、D、B、A. (2)操作时还要注意使单缝与双缝平行． (3)图甲读数为 ... ...