选考部分选修3-4第十三章第4单元二用双缝干涉测光的波长知能演练场

选考部分选修3-4第十三章第4单元二用双缝干涉测光的波长1．(2009·上海高考)如图实－2－8所示为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大，可改用波长更________(填：长、短)的单色光，或者使双缝与光屏之间的距离________(填：增大，减小)．图实－2－8解析：依据双缝干涉条纹间距规律Δx＝ldλ，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光或增大双缝与屏之间的距离l.答案：长增大2．利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图实－2－9所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出，则：图实－2－9(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝________mm，xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm；(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”)．解析：(1)游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数都要以mm为单位读取．本题中还要注意主尺上的数字的单位是cm，不是mm.由图可知xA＝11.1mm，xB＝15.6mm，Δx＝16×(15.6－11.1)mm＝0.75mm.(2)由Δx＝ldλ得λ＝dlΔx＝0.4×10－30.5×0.75×10－3m＝6.0×10－7m.(3)由Δx＝ldλ可知，波长越长的光，干涉条纹间距越大．根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长越短，所以干涉条纹间距越小．答案：(1)11.115.60.75(2)dlΔx6.0×10－7(3)变小3．(2010·青岛模拟)某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图实－2－10所示，此时螺旋测微器的读数为________mm.转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置，再次从螺旋测微器上读数．若实验测得4条亮纹中心间的距离为Δx＝0.960mm，已知双缝间距为d＝1.5mm，双缝到屏的距离为L＝1.00m，则对应的光波波长λ应为多少？解析：螺旋测微器的读数为1．180mm(1.179mm～1.181mm均正确)．相邻两条亮(暗)纹间的距离：Δx′＝Δxn－1＝0.9604－1mm＝0.320mm由公式Δx′＝Ldλ得λ＝dΔx′L＝1.5×0.3201.00×103mm＝4.8×10－4mm.答案：1.180(1.179～1.181均正确)4.8×10－4mm4．在利用双缝干涉测光波波长时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时(如图实－2－11A所示)将此明纹记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2,3……等明纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图实－2－11中B、C所示(游标卡尺为10分度)，则图B对应的读数为________m，图C对应的读数为________m．用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00cm，由双缝上标示获知双缝间距为0.2mm，则发生干涉的光波波长为________m.图实－2－11在实验中，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是_________________________________．解析：图B对应读数为1.94×10－2m图C对应读数为2.84×10－2m根据公式Δx＝ldλ得λ＝Δxdl＝0.2×10－3×2.84×10－2－1.94×10－2×1560.00×10－2m＝6.00×10－7m若粗调后看不到干涉条纹，只看到一片亮区，则最可能的原因是单缝与双缝不平行．答案：1.94×10－22.84×10－26.00×10－7单缝与双缝不平行5．(1)某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图实－2－12所示，激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮线．图实－2－12这个现象说明激光具有________性．(2)某同学在做“用双缝干涉测光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻线对齐A条纹中心时如图实－2－13甲所示，游标卡尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻线对齐B条纹中心线时如图乙所示，游标卡尺的读数如图丁所示．已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的示数为________mm，图丁中游标卡尺的示数为________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________________，所测光波的波长为________m．(保留两位有效数字)图实－2－13解析：(1)此现象说明激光具有相干性．(2)图丙读数11.5mm，图丁读数16.7mm实验时测量多条干涉条纹宽度目的是减小测量的偶然误差．由公式Δx＝ldλ得λ＝Δxdl＝16.7－11.5×10－3×0.5×10－34×1m＝6.5×10－7m.答案：(1)相干(2)11.516.7减小测量的偶然误差6.5×10－7