高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題57 雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)（測(cè)）（含解析）1

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專題57 雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)（測(cè)）【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】實(shí)驗(yàn)題（共10小題，每題11分）1某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定激光波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示，激光器發(fā)出的一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個(gè)一端裝雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片上出現(xiàn)一排等距的亮點(diǎn)。圖（b）中的黑點(diǎn)代表亮點(diǎn)的中心位置。（1）這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明激光具有_性。（2）通過(guò)量出相鄰光點(diǎn)的距離可以算出激光的波長(zhǎng)據(jù)資料介紹：如果雙縫的縫間距離為d，雙縫到感光片的距離為L(zhǎng)，感光片上相鄰兩光點(diǎn)間的距離為，則光的波長(zhǎng)。該同學(xué)測(cè)得L= 1000m，縫間距d0220mm，用帶10分度游標(biāo)的卡尺測(cè)得感光片上第1到第4個(gè)光點(diǎn)的距離如圖（b）所示，該距離是_mm，實(shí)驗(yàn)中激光的波長(zhǎng)m（保留2位有效數(shù)字）（3）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅色激光換成綠色激光，屏上相鄰兩點(diǎn)間的距離將_。【答案】（1）波動(dòng) （2）85 6210-7 （3）減小【名師點(diǎn)睛】考查光的干涉現(xiàn)象，關(guān)鍵是搞清試驗(yàn)的原理及實(shí)驗(yàn)的步驟等；同時(shí)掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，理解各色光的波長(zhǎng)關(guān)系。2在利用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋，讀出手輪的讀數(shù)0045mm，如圖甲所示繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮條紋，如圖乙所示，讀出手輪的讀數(shù)為mm。如果已經(jīng)量得雙縫的間距是030 mm，雙縫和光屏之間的距離是900 mm，則待測(cè)光的波長(zhǎng)是_m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】14535； 537107 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的原理及操作步驟，以及掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法：螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，需估讀；記住雙縫干涉條紋的間距公式。3現(xiàn)有等光學(xué)元件，要把它們放在圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。（1）本實(shí)驗(yàn)的步驟有：調(diào)節(jié)單縫與雙縫的間距為510cm，并使單縫與雙縫相互平行；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；取下遮光筒右側(cè)的元件，打開光源，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；用米尺測(cè)出雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭（讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器）測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離；將測(cè)得的數(shù)據(jù)代入公式求出紅光的波長(zhǎng)。以上步驟合理的順序是_。（只填步驟代號(hào)）（2）將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示；然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板的中心刻線與第5條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖丙所示。則圖乙中手輪上的示數(shù)是_mm；圖丙中手輪上的示數(shù)是_mm。（3）已知雙縫到屏的距離為0500 m，使用的雙縫間距為28104m，由此可求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為_m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）（1）（2）11305880（3）623107【名師點(diǎn)睛】此題考查了用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)；解題的關(guān)鍵是搞清實(shí)驗(yàn)的原理及實(shí)驗(yàn)步驟等；關(guān)鍵掌握條紋的間距公式，會(huì)對(duì)螺旋測(cè)微器正確讀數(shù)。4在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)安裝實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，調(diào)試好后能觀察到清晰的干涉條紋（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置可知，分別是_。（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)調(diào)節(jié)劃分板的位置，使分劃板中心刻度線對(duì)齊某亮紋的中心，如圖所示，此時(shí)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為_（3）轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃線向一側(cè)移動(dòng)到另一亮紋的中心位置，再次從螺旋測(cè)微器上讀數(shù)，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得4條亮紋中心間的距離為=0960mm，已知雙縫間距為d=15mm，雙縫到屏的距離為L(zhǎng)=100m，則對(duì)應(yīng)的光波波長(zhǎng)=_【答案】（1）濾光片雙縫（2）1181mm（3）【解析】 （1）該實(shí)驗(yàn)是讓單色線光源通過(guò)雙縫在光屏上形成干涉圖樣，所以光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源濾光片單縫雙縫遮光筒光屏注意調(diào)節(jié)光學(xué)元件各中心位于遮光筒的軸線上（2）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為1mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為001180mm=0180mm，所以最終讀數(shù)為11791181mm（3）根據(jù) 得，【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源濾光片單縫雙縫遮光筒光屏注意調(diào)節(jié)光學(xué)元件各中心位于遮光筒的軸線上，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式。5雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，已知單縫與雙縫的距離L1=60mm，雙縫與屏的距離L2=700mm，單縫寬d1=010mm，雙縫間距d2=025mm用測(cè)量頭來(lái)測(cè)量光屏上干涉亮條紋中心的距離測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板左右移動(dòng)，讓分劃板的中心刻度對(duì)準(zhǔn)屏上亮紋的中心，（如圖2所示），記下此時(shí)手輪的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上的刻度（1）板的中心刻線分別對(duì)準(zhǔn)第1條和第4條亮紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如圖3所示，則對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)x1=mm，對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)x2=mm，相鄰兩條亮紋間的距離x=mm（2）波長(zhǎng)的公式=；求得的波長(zhǎng)值是nm【答案】（1）2190，7868（2），676（2）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式x=，得：=代入數(shù)據(jù)得：=676nm故答案為：（1）2190，7868 （2），676【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，需估讀根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式x=6在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，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。如圖所示。（1）M、N、P三個(gè)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）分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)xA111mm，xB_mm，相鄰兩條紋間距x_mm；【答案】）（1）A（2）156 075【名師點(diǎn)睛】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀，結(jié)合A、B的距離求出相鄰條紋的間距7利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，已知單縫與雙縫間的距離L1，雙縫與屏的距離L2，雙縫間距d。用某種單色光照射雙縫得到干涉圖象如圖甲所示，分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖乙所示，圖中A位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為x1=_cm，B位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為x2=_cm；單色光的波長(zhǎng)為_。（用上述字母表示。）甲AB【答案】092 ，190 ，【名師點(diǎn)睛】此題考查了雙縫干涉實(shí)驗(yàn)以及游標(biāo)卡尺的讀數(shù)問(wèn)題；解題的關(guān)鍵是掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，掌握條紋間距的表達(dá)式，并要明確公式中各個(gè)物理量的含義；游標(biāo)卡尺及螺旋測(cè)微器的讀數(shù)總是考試的重點(diǎn)，需熟練掌握讀數(shù)方法8利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d04 mm，雙縫到光屏間的距離l05 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則：（1）分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為xA_ mm，xB_ mm，（2）用波長(zhǎng)的表達(dá)式計(jì)算出單色光的波長(zhǎng)為_；（3）若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將_（填“變大”、“不變”或“變小”）。【答案】（1）111 156 （2） （3）變小【解析】 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)：一要注意精確度，二要注意讀數(shù)時(shí)主尺讀數(shù)應(yīng)為游標(biāo)尺零刻度線所對(duì)主尺位置的讀數(shù)；三要注意單位，無(wú)論是主尺讀數(shù)還是游標(biāo)尺讀數(shù)都要以mm為單位讀取本題中還要注意主尺上的數(shù)字的單位是cm，不是mm由圖可知，由得從可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，干涉條紋間距越大，根據(jù)頻率、光速與波長(zhǎng)的關(guān)系可知，頻率越大的光，波長(zhǎng)越短，所以干涉條紋間距越小。【名師點(diǎn)睛】此題考查了雙縫干涉實(shí)驗(yàn)以及游標(biāo)卡尺的讀數(shù)問(wèn)題；解題的關(guān)鍵是掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，掌握條紋間距的表達(dá)式，并要明確公式中各個(gè)物理量的含義；游標(biāo)卡尺及螺旋測(cè)微器的讀數(shù)總是考試的重點(diǎn)，需熟練掌握讀數(shù)方法9某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定激光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，激光器發(fā)出一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個(gè)一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮線（1）這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明激光具有性（2）某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)如圖（1）所示，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（3）所示；第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心線時(shí)如圖（2）所示，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖（4）所示已知雙縫間距為05 mm，從雙縫到屏的距離為1 m，則圖（3）中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm，圖（4）中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm，所測(cè)光波的波長(zhǎng)為m（波長(zhǎng)值保留兩位有效數(shù)字）。【答案】（1）相干 （2） 114 16 8 ，6810-7m【名師點(diǎn)睛】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀，結(jié)合A、B的距離求出相鄰條紋的間距10用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)裝置如下圖a所示，已知單縫與雙縫的距離L1=60mm，雙縫與屏的距離L2=700mm，單縫寬d1=010mm，雙縫間距d2=025mm。用測(cè)量頭來(lái)測(cè)量光屏上干涉亮條紋中心的距離。測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板左右移動(dòng)，讓分劃板的中心刻度對(duì)準(zhǔn)屏上亮紋的中心，（如下圖b所示），記下此時(shí)手輪的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上的刻度。（1）分劃板的中心刻線分別對(duì)準(zhǔn)第1條和第4條亮紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如下圖c所示，則對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)x1=_mm，對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)x2=_mm，相鄰兩條亮紋間的距離x=_mm。（2）計(jì)算波長(zhǎng)的公式=_；求得的波長(zhǎng)值是_nm（保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）2190； 7868； 1893； 676；【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源濾光片單縫雙縫遮光筒光屏注意調(diào)節(jié)光學(xué)元件各中心位于遮光筒的軸線上，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式- 9 -