2019-2020学年高中物理 第五章 光的波动性 第2节 学生实验：用双缝干涉测量光的波长随堂演练

1.(多选)某同学按实验装置安装好仪器后，成功地观察到光的干涉现象，若他在此基础上对仪器进行如下几种改动，但还能使实验成功的是()A．将遮光筒内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：选ABC．将光屏向靠近双缝的方向移动少许，条纹的间距将缩小些，滤光片移至单缝和双缝之间，仍然得到单色光干涉条纹；单缝向双缝移动少许，仍满足干涉条件，可以发生干涉.2.(多选)物理学家托马斯·杨最先验证了光的干涉现象，实验装置如图所示，M为竖直(水平)的线光源a(b)，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏，下列说法正确的是()A．若M选a(竖直线光源)，N应选3，O应选4，干涉图样为5B．若M选a(竖直线光源)，N应选1，O应选2，干涉图样为6C．若M选b(水平线光源)，N应选1，O应选2，干涉图样为6D．若M选b(水平线光源)，N应选3，O应选4，干涉图样为5解析：选BD．若M选a(竖直线光源)，单缝与双缝都要与之平行，且单缝距光源近，形成的干涉图样也与之平行，若选b水平光源，也是同样的道理.3.在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图甲).甲乙测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图乙，其示数为______mm.答案：1.9704.在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按如图所示的方法，让激光束通过自制的双缝.(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(选填“大”或“小”).(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹，试运用波动理论对明纹的形成予以解释.解析：(1)根据Δx＝ldλ知，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距越大；(2)光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距越大；(3)蓝光比红光波长小，条纹间距比用红色光做实验时小；(4)同一色光透过双缝的光形成相干光源，在光屏处相遇，有的区域光振动加强，有的区域光振动减弱，光振动加强区域呈现明条纹.答案：见解析5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图所示，调试好后能观察到清晰的干涉条纹.(1)根据实验装置知，②③④依次是_______、_______、_______.(2)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，如图所示，此时螺旋测微器的读数为__mm.解析：(1)滤光片、单缝和双缝.(2)螺旋测微器的读数为1.179～1.181mm.答案：见解析6.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，用以测量红光的波长.(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用米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时还应注意________和________.(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，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为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.解析：(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、B.(2)单缝与双缝竖直，单缝和双缝应相互平行.(3)图甲的读数是2.320mm，图乙的读数是13.870mm.相邻亮条纹的间距Δx＝a6－1＝2.310mm.答案：(1)E、D、B(2)单缝与双缝竖直使单缝与双缝相互平行(3)13.8702.310