人教版物理高二选修3-4 13.4实验：用双缝干涉测量光的波长同步练习
试卷更新日期：2016-01-06 类型：同步测试
一、选择题
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1. 某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图 样，这可能是由于( )A、光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大 B、滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度 C、单缝与双缝不平行 D、光源发出的光太强2. 用单色光做双缝干涉实验，下述说法正确的是( )A、相邻干涉条纹之间的距离相等 B、中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍 C、屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D、在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距3. 某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功．若他在此基础上对仪器的安装有如下改动，则仍能使实验成功的是( )A、将遮光筒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4. 用包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是( )A、紫色条纹 B、绿色条纹 C、红色条纹 D、都一样近5.
某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是( )
A、减小光源到单缝的距离 B、减小双缝之间的距离 C、减小双缝到光屏之间的距离 D、换用频率更高的单色光源6.英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象．如图为实验装置简图，M为竖直线光源(长直灯丝钠灯)、N和O均为有狭缝的遮光屏、P为像屏．现有四种带有不同狭缝的遮光屏，实验时的正确选择是( )
A、N应选丙，O应选丁 B、N应选甲，O应选乙 C、N应选甲，O应选丁 D、N应选丙，O应选乙7. 在双缝干涉实验装置中(如图所示)，双缝距离为d ， 双缝到像屏的距离为l ， 调整实验装置，使得屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是( )A、若将屏向左平移一小段距离，屏上干涉条纹将变得不清楚 B、若将屏向右平移一小段距离，屏上干涉条纹仍是清晰的 C、若将双缝间距离d减小，像屏上两相邻明条纹间距离变小 D、若将双缝间距离d增大，像屏上两相邻明条纹间距离变小8.利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：
其中正确的是： 。
A、将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B、将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C、将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D、换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 E、去掉滤光片后，干涉现象消失9. 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 们放在下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。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;
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。
关于上面操作步骤②中应注意的问题正确的是( )
A、使各元件的中心位于遮光筒的轴线上 B、单 缝和双缝间距大约为5~10 cm C、单缝和双缝应互相垂直 D、单缝和双缝应互相平行10. 2005年诺贝尔物理 学奖授予对激光研究作出杰出贡献的三位科学家。如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2 ， 由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射 激光波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P向上数与0号亮纹相邻的条纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设P1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线S1P1的长度为r1 ， S2P1的长度为r2 ， 则r2-r1等于( )A、5λ B、10λ C、20λ D、40λ11. 在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为 ( )A、2.06×10-7m B、2.06×10-4m C、1.68×10-4m D、1.68×10-3m12. 双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的绿光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况 是:①O点是红光的亮条纹;②红光的第一条亮条纹在P点的上方;③O点不是蓝光的亮条纹;④蓝光的第一条亮条纹在P点的上方。其中正确的是( )A、只有①②正确 B、只有①④正确 C、只有②③正确 D、只有③④正确13.如图所示是实验装置示意图，甲图是用绿光进行实验的，光屏上观察到的条纹情况，a为中央明纹；乙图为换另一种颜色的单色光进行实验时观察到的条纹情况，b为此时中央明条纹，则下列说法正确的是( )
A、乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长 B、乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长 C、乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短 D、乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短14. 在双缝干涉实验中，中间明条纹(零级明条纹)到双缝的路程差为零，那么从双缝到第三级明条纹之间的路程差是( )A、1.5λ B、2λ C、2.5λ D、3λ二、填空题
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15. 如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取或的方法。
16.在观察光的双缝干涉现象的实验中：
①将激光束照在如图乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图甲中的。
②换用间隙更小的双缝，保 持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将。(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)
17.图甲是利用双缝干涉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、双缝的距离为 0.4mm。图乙是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是明条纹的编号。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号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为 mm，图丁是测第4号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为 mm。根据上面测出的数据可知，被测光的波长为 nm。
三、实验题
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18.
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)、本实验的实验步骤有：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mm，求得相邻亮纹的间距Δx为mm。(4)、已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算公式λ= ， 求得所测红光波长为mm。19.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示。
(1)、以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置
B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹疏密程度与双缝间距有关
D．干涉条纹间距与光的波长有关
以上几点中你认为正确的是 。
(2)、当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图所示，该读数为
mm。
(3)、如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值(选填“大于”“小于”或“等于”) 实际值。四、解答题
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20. 利用条纹间距与波长的关系式Δx＝λ来推测用白光做双缝干涉实验时，干涉图样的特点．21.
用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用 的双缝间的距离d=0.1mm，双缝到屏的距离L=6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少?
假如 把整个装置放入折射率是
的水中，这时屏上的条纹间距是多少?22. 用单色光照射双缝，双缝间距等于0.06 cm，缝到屏的距离为1.5 m，若测得屏上7条亮条纹之间共相距9.0 mm，则此单色光的波长是多少？23.1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L ， 光的波长为λ ， 在光屏上形成干涉条纹。试分析说明为什么会在光屏上形成干涉条纹，并写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式。
24.如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10-6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹?
(1)、已知A光在折射率为1.5的介质中波长为4×10-7m；(2)、已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°；(3)、若让A光照射S1 ， B光照射S2 ， 试分析光屏上能观察到的现象。