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人教版物理高二选修3-4 13.4实验:用双缝干涉测量光...

更新时间:2016-01-26 浏览次数:1181 类型:同步测试
一、选择题
  • 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)、NO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 . 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 . C . 2.5λ D .
二、填空题
  • 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
  • 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. (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. (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

    3. (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. (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. (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. (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. (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
  • 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aL , 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. (1) 已知A光在折射率为1.5的介质中波长为4×10-7m;

    2. (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. (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。

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