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_试卷库

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

年级：高二学科：物理类型：同步测试来源：91题库

一、选择题（共14小题）

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 . 40λ

11、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^-3m

12、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（共3小题）

1、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。

2、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”)

3、

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（共2小题）

1、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^-4m，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。

2、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（共5小题）

1、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．

2、

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?

3、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？

4、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。

5、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。