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1、第2节科学测量:用双缝干预测光的波长根底过关练题组一实验原理与步骤1.（2021福建莆田第二十五中学高三月考,*：）在“用双缝干预测光的波长实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、以N、A遮光筒、毛玻璃、放大镜,如下图。（DMN、尸三个光学元件依次为；A.滤光片、单缝、双缝B.单缝、滤光片、双缝C.单缝、双缝、滤光片D.滤光片、双缝、单缝（2）对于某种单色光,为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离,可采取的方法有；A.减小双缝间距离B.增大双缝间距离C.减小双缝到屏的距离D.增大双缝到屏的距离（3）如果测得双缝与屏的距离为Ly双缝间距为d相邻两条亮纹中心间的距离为%那么计算波长A的表达式为A=
2、o题组二实验数据处理2.在“用双缝干预测量光的波长的实验中,装置如图1所示。双缝间的距离dt3mmo图1假设测定红光的波长,选用红色的滤光片,实验中测得双缝与屏之间的距离为0.70m,通过测量头（与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周，分划板前进或后退0.50OnIin）观察第1条亮条纹的位置如图2甲所示,其读数为1111n;观察第5条亮条纹的位置如图2乙所示,其读数为mm。那么可求出红光的波长=mo图23.在“用双缝干预测量光的波长实验中:(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置,然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮,此时他应将遮光筒的观察端向(填“上或“下)调-H73。(2)某
3、次测量如下图,那么读数为mmo(3)几位同学实验时,有的用间距为O.Imm的双缝,有的用间距为0.2mm的双缝；同时他们还分别用红、紫两种颜色的滤光片遮住光源进行了观察，以下图选自他们的观察记录,其中能正确反映实验结果的是。(红光波长大于紫光的波长)4.如图甲是利用双缝干预测某单色光波长的实验装置,测得双缝屏到毛玻璃屏的距离，为0.2m、双缝的距离d为0.4三n,图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干预图样,其中1、2、3、4、5是亮条纹的编号。图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置,此时观测装置上千分尺的读数为mm,图丁是测第4号亮条纹的位置,此时
4、观测装置上千分尺的读数为所。根据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离片mm,计算波长的表达式为a二,被测光的波长为nm。能力提升练题组一实验原理与数据处理1. (2021北京海淀人大附中高二期末,*?)利用双缝干预测定光的波长的实验装置如图甲所示,测得双缝间距0.4mm,双缝到光屏的距离7=50.OOcmo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预条纹。甲(1)假设想增加从目镜中观察到的条纹个数，以下方案可行的是。A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝某种单色光照射双缝得到干预条纹如图乙所示,分划板在图
5、中48位置时游标卡尺读数分别如图丙、丁所示,那么分划板中心刻线在图中4位置时游标卡尺的读数为XFlLlmm,在夕位置时游标卡尺读数为%L11m,相邻两条纹间距A=mm;该单色光的波长A=nm;（3）如果测量头中的分划板中心刻线与干预条纹不在同一方向上,如下图。那么在这种情况下测量干预条纹的间距AX时,测量值（填“大于、“小于或”等于）实际值。2. （2021全国高三专题练习,*?）在“用双缝干预测光的波长实验中，实验装置如图1所示（测量头未画出）。（1）以下说法正确的选项是（填选项前的字母）。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.测量某条干预亮纹位置时,应使测微目
6、镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.毛玻璃屏上的干预条纹与双缝垂直D.为了减小测量误差,可用测微目镜测出第1到第条亮纹间的距离4求出相邻两条亮纹间距ATn-l测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图2,其示数为mm。（3）某同学按图1安装好实验装置,在光屏上却观察不到任何图样,这可能是由于。A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不在一条直线上B.没有安装滤光片C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光太强3. （2021浙江新高考高三预测模拟,城）某同学做“用双缝干预测量光的波长的实验,实验装置如图1所示。图1（1）某同学经过粗略的调试后，出现了干预图样,但不够清晰，以下调节方法中正确的选项是。A.旋转测量头
7、B,上下拨动金属拨杆C.左右拨动金属拨杆D.前后拨动金属拨杆该同学通过测量头的目镜观察单色光的干预图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图2所示,假设要使两者对齐,该同学应。图2A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头如图3所示中条纹间距表示正确的选项是。图34. （2021浙江台州高二下期末,我）“用双缝干预测量光的波长的实验中，实验装置如图甲所示。图甲（D某同学经过粗略的调试后，出现了干预图样,但不够清晰明亮,那么他需要调节装置中的一个部件是（选填C、D、”E、F）o（2）如图（乙）所示,移动测量头上的手轮,分划板中心刻线对准靠近最左边的第1条明条纹中心，如图
8、丙所示为此时游标卡尺的读数,那么游标卡尺的读数继续转动手轮,把分划板向右边移动,直到中心刻线对准第7条明条纹中心,此时游标卡尺的读数为目,双缝间距离为d双缝到毛玻璃屏间距离为A那么单色光波长的表达式为4=（用字母、小、击表示）。5. （2021湖南衡阳四中高三上月考,*：）现有毛玻璃屏尔双缝8、白光光源。、单缝和透红光的滤光片等光学元件,要把它们放在如下图的光具座上组装成双缝干预装置,用以测量红光的波长。（D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,各光学元件排列顺序应为a.Ao（2）假设将激光束照在双缝上,在光屏上观察到的现象是选项中的（）（3）保持双缝到光屏的距离不变,
9、换用间距更小的双缝,在光屏上观察到的条纹宽度将;保持双缝间距不变,减小双缝到光屏的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将（均选填“变宽”变窄或“不变）。将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,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条亮条纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数mm,求得相邻亮条纹的问距Ay为mmo（5）双缝间距d为2.010测得双缝到屏的距离1为0.700m,由计算式4二,求得所测红光的波长为mm0题组二实验原理的迁移与创新6. （2021山东潍坊高三期末,*）某同学在实验室找到了一台陈旧的激光器,铭牌已模糊不清,为了
10、测出该激光器发出的光的波长,他在实验室中进行了以下操作：a.将双缝放置在到墙面距离恰好是5块完整地面砖长度之和的位置；b.用激光器照射双缝,在墙面上得到了如下图的清晰的干预条纹。（1）图中第五条亮条纹中心位置的读数为C叫相邻两干预条纹间距为cm;(2)双缝间的距离户O.1Omm,实验室的地面由“80CmX80Cnr的地面砖铺成,那么该激光器发出光的波长为m(结果保存2位有效数字)。7. (2021湖北武汉高三模拟,川；)洛埃德(ILLloyd)在1834年设计了一种更简单的观察干预的装置。如下图,从单缝S发出的光,一局部入射到平面镜后反射到屏上,另一局部直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将
11、出现干预条纹。单缝S通过平面镜成的像是S。(D通过该装置在屏上可以观察到明暗相间的干预条纹,这和双缝干预实验得到的干预条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,相当于另一个“缝。(2)实验说明，光从光疏介质射向光密介质在界面处发生反射时，在入射角接近90时,反射光与入射光相比,相位有的变化,即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点尸处是(填“亮条纹或“暗条纹)o(3)实验中，单缝S到平面镜的垂直距离fO.15mm,单缝到光屏的距离1)=1.2m,观测到第3个亮条纹与第12个亮条纹的中心间距为22.78mm,那么该单色光的波长X结果保存3位有效数字)。答案全解全析第2节科学测量:用双缝干预测光
12、的波长根底过关练1.答案(l)A(2)AD(3)(A解析(D为了获得单色线光源,光源和透镜的后面应放置滤光片、单缝,光经过双缝后获得相干光源,故肌N、尸这三个光学元件依次是滤光片、单缝和双缝,应选Ao(2)根据双缝干预条纹间距公式A6可知,对于某种单色光(4不变)，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,应该减小双缝间距离d或增大双缝到屏的距离,应选A、Do(3)如果测得双缝与屏的距离为L1双缝间距为d相邻两条亮纹中心间的距离为其由双缝干预条纹间距公式产;，解得A=0aL2.答案00.6406.86107解析题图2甲中读数为囱二0,题图2乙中读数为均二0.640mm,所以f-041.60105-141
13、dy31031.60x104公ocxz1n7=T二m6.8610moI0.703 .答案(1)上(2)5.007(3)BD解析发现筒的上壁照得很亮,说明光线向上,即观察端偏下,所以应将观察端向上调节。(2)固定刻度读数为5mm,可动刻度读数为0.70.Olmm=O.007mm,所以最终读数为5mm+0.007mm=5.007mmo(3)根据尸可知,波长越长,双缝间距离越小,条纹间距越大,红光波长大于紫光波长,所以B、D正确。4 .答案0.5101.4850.325笞出650解析题图丙是测第1号亮条纹的位置,此时千分尺的读数为O.5mm+0.Ol1.Onun=O.510mm;题图丁是测第4号亮条
14、纹的位置,此时千分尺的读数为1 mmO.01X48.5mm=1.485mm;相邻两条亮条纹间的距离AjlL4863851Omm=O325mm;根据双缝干预条纹的间距公式九得4二”鲁，aI代入数据得：4F3沙哈S4X136.5X10650nmo能力提升练1.答案(I)B15.60.75(2)600大于解析(D假设想增加从目镜中观察到的条纹个数,那么条纹的宽度应减小,根据相邻亮(暗)条纹间的距离公式户;人可知可以增大双缝间距离或者减小双缝到屏的距离,应选Bo(2)在8位置时游标卡尺读数为F15m+60.lmm=15.mm由图知力、8之间有6条亮条纹(或暗纹)，故相邻两条纹间距Ax为产町”6,1)一
15、=0.75mm66由公式户;九可得该单色光的波长a一3=产4X1义0.75X100.6106m=600nmI50.OOxlOz(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干预条纹不在同一方向上,如题图所示,那么导致测量值Ax偏大。2 .答案(I)BD(2)1.569(3)AC解析(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,故A错误;测量某条干预亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐,B正确;毛玻璃屏上的干预条纹与双缝平行,故C错误;/7条亮纹之间有/7-1个相邻亮纹间距,相邻两条亮纹的间距片三,故D正确。n-l(2)手轮上的示数为1.5mm。(3)假设光束的中
16、央轴线与遮光筒的轴线不在同一条直线上,光束可能照不到光屏上,可能导致光屏上观察不到干预图样；假设没有安装滤光片,光源发出的光直接照到单缝上,光源发出的光为复色光,在屏上能观察到彩色干预图样;单缝与双缝不平行,会使绝大局部光无法通过双缝,会导致光屏上观察不到干预图样;假设光源发出的光很强,会使干预图样中亮条纹的亮度增大,使干预图样更清晰,不会导致观察不到干预图样,故A、C正确,B、D错误。3 .答案C(2)D(3)C解析(1)要使干预图样更加清晰,那么要增大条纹的间距,根据公式尸;才可知，增大双缝到屏的距离/或减小双缝之间的距离都可以增大条纹的间距,所以需要左右移动拨杆。故C正确,A、B、D错误
17、。(2)要想使亮条纹与分划板竖线对齐,该同学应调节测量头,故A、B、C错误,D正确。(3)干预条纹的间距等于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C是正确的。4 .答案(I)E(2)0.30艺”6L解析(D某同学经过粗略的调试后，出现了干预图样,但不够清晰明亮,那么他需要调节装置中的拨杆E;(2)游标卡尺的读数=0+0.02mm15=0.30mmo相邻亮条纹间距产空，O根据AdL可得单色光波长的表达式为XjXTa7巴aL6l5 .答案夕DB(2)A(3)变宽变窄(4)13.8702.310(5)y6.6XlO-4解析(D为获取相干光源，白色光源后
18、面要有滤光片、单缝、双缝,所以各光学元件的字母排列顺序应为aE、D、B、Ao(2)假设将激光束照在双缝上,将出现双缝干预现象,在光屏上将观察到等间距、明暗相间的干预条纹,故A正确,B、C、D错误。(3)根据双缝干预条纹间距公式Af可知,在其他条件不变,d减小时,条纹宽a度变宽;而其他条件不变,，减小时,条纹宽度变窄。(4)题图乙的读数:固定刻度读数为13.5mm,可动刻度读数为37.00.01mm=0.370mm,两者相加为13.870mmo题图甲的读数：固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为32.00.Olmm=O.320mm,两者相加为2.320mm,所以相邻亮条纹的间距尸13870m1j.
19、32Omm-2.310mm.6T(5)根据片；得：aqAy,代入数据得：A=?0x104Xn310xl3m三6.610oaI0.70Om易错警示解答此题应注意以下几点：(1)螺旋测微器的读数方法,注意半格线是否露出。由尸三计算条纹间距。n-1(3)由人也产计算波长,注意各物理量的单位。6 .答案10.552.49(2)6.2X107解析(1)刻度尺的分度值为l三n,根据刻度尺的读数规那么读数,题图中第五条亮条纹中心位置的读数为5-10.55cio第一条亮条纹中心位置的读数为x1=0.58cm,那么相邻两干预条纹间距=71=2.49cmo51(2)双缝间的距离0.IOrnm=O.0001m,双缝到墙面的距离7=580cm=400cm=4m,根据干预条纹间距公式x=九a代入数据解得波长A=6.2107mo7 .答案(1)S(2)暗条纹(3)6.33XIO7解析如果S被视为其中的一个缝,S经平面镜成的像S相当于另一个“缝。(2)如果把光屏移动到和平面镜接触,入射角接近90,反射光与入射光相比相位有的变化,所以接触点尸处是暗条纹。第3个亮条纹与第12个亮条纹的中心间距为22.78mm,那么相邻亮条纹间距y=22-713m2.53103mo等效双缝间距*2h=0.30mm=310,根据双缝干预条纹间距公式有片4a得X三三3142253103m6,33X10%。
