高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題57 雙縫干涉測光的波長(測)(含解析)1
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專題57 雙縫干涉測光的波長(測) 【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)測定激光波長的實(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)象說明激光具有__________性。 (2)通過量出相鄰光點(diǎn)的距離可以算出激光的波長.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,感光片上相鄰兩光點(diǎn)間的距離為,則光的波長。該同學(xué)測得L= 1.000m,縫間距d=0.220mm,用帶10分度游標(biāo)的卡尺測得感光片上第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λ=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)8.5 6.210-7 (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),理解各色光的波長關(guān)系。 2.在利用雙縫干涉測量光的波長實(shí)驗(yàn)中,轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭的手輪,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)0.045mm,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0.30 mm,雙縫和光屏之間的距離是900 mm,則待測光的波長是_____________m.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 【答案】14.535; 5.3710-7 【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,以及掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法:螺旋測微器的讀數(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,用以測量紅光的波長。 (1)本實(shí)驗(yàn)的步驟有: ①調(diào)節(jié)單縫與雙縫的間距為5~10cm,并使單縫與雙縫相互平行; ②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; ③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; ④用米尺測出雙縫到屏的距離;用測量頭(讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離; ⑤將測得的數(shù)據(jù)代入公式求出紅光的波長。 以上步驟合理的順序是________。(只填步驟代號(hào)) (2)將測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0.500 m,使用的雙縫間距為2.810-4m,由此可求得所測紅光波長為λ=________m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 【答案】(1)③②(1)④⑤(2)1.1305.880(3)6.2310-7 【名師點(diǎn)睛】此題考查了用雙縫干涉測定光的波長實(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)螺旋測微器正確讀數(shù)。 4.在“用雙縫干涉測光的波長”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,②.④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②所示,此時(shí)螺旋測微器的讀數(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,再次從螺旋測微器上讀數(shù),若實(shí)驗(yàn)測得4條亮紋中心間的距離為=0.960mm,已知雙縫間距為d=1.5mm,雙縫到屏的距離為L=1.00m,則對(duì)應(yīng)的光波波長=_________ 【答案】(1)濾光片雙縫(2)1.181mm(3) 【解析】 (1)該實(shí)驗(yàn)是讓單色線光源通過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)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為1mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0118.0mm=0.180mm,所以最終讀數(shù)為1.179~1.181mm. (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.雙縫干涉測光的波長.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=0.10mm,雙縫間距d2=0.25mm.用測量頭來測量光屏上干涉亮條紋中心的距離.測量頭由分劃板、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)波長的公式λ=;求得的波長值是nm. 【答案】(1)2.190,7.868(2),676 (2)根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=λ,得:λ==. 代入數(shù)據(jù)得:λ==676nm. 故答案為:(1)2.190,7.868 (2),676. 【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法,螺旋測微器的讀數(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=λ. 6.在“用雙縫干涉測光的波長”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)xA=11.1mm,xB=______mm,相鄰兩條紋間距Δx=_____mm; 【答案】)(1)A(2)15.6 0.75 【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.利用雙縫干涉測定光的波長實(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;單色光的波長為______________。(用上述字母表示。) 甲 A B 【答案】0.92 ,1.90 , 【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.利用雙縫干涉測定光的波長實(shí)驗(yàn)中,雙縫間距d=0.4 mm,雙縫到光屏間的距離l=0.5 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)用波長的表達(dá)式計(jì)算出單色光的波長為λ=________; (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)11.1 15.6 (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,波長越長的光,干涉條紋間距越大,根據(jù)頻率、光速與波長的關(guān)系可知,頻率越大的光,波長越短,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)測定激光的波長的實(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)象說明激光具有性. (2)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測光的波長”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0.5 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,所測光波的波長為m(波長值保留兩位有效數(shù)字)。 【答案】(1)相干 (2) 11.4 16. 8 ,6.810-7m 【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.用雙縫干涉測光的波長。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=0.10mm,雙縫間距d2=0.25mm。用測量頭來測量光屏上干涉亮條紋中心的距離。測量頭由分劃板、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Δx=________mm。 (2)計(jì)算波長的公式λ=_________;求得的波長值是________nm(保留三位有效數(shù)字)。 【答案】(1)2.190; 7.868; 1.893;②; 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,螺旋測微器的讀數(shù)方法,以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式 - 9 -- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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