用双缝干涉测光的波长

高中物理实验

用双缝干涉测光的波长

实验练习题

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，要把它们放在图1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条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2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3中手轮上的示数_____________mm，求得相邻间距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，由计算式λ=_________，求得所测红光波长为_________nm。 2．直放置的光上可以观察到明暗相间的条纹（图中阴影表示明条纹），如图（c）、（d）所示 。下列关于缝和条纹间关系的说法台正确的是

A. 图（c）表示单缝衍射条纹，图（d）表示双缝干涉条纹

B. 单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹 C. 双缝间距离越小，以应条纹间距越大

D. 照射双缝的单色光波长越小，对应条纹间距越大

3. 在双缝干涉现象测光的波长的实验中，准备了下列仪器：

A. 白炽灯 B. 双窄缝片 C. 单窄缝片 D. 滤色片 E. 毛玻璃光屏

（1）把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是_________（填字母）。 （2）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条

纹，其中相邻两条亮纹a、b的利用测量头上的分划板确定，如图所示。其中表示a纹位置（甲图）的千分尺的读数为__________mm。

（3）如果上述实验中双缝与光屏间距为1m，所用的双窄缝片是相距0.18mm规格的双窄缝片，则实验所用单色光的波长为__________mm。

4.（05海淀题）某同学用如图甲所示的实验装置，做《用双缝干涉测光的波长》的，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离Δx。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转分理处测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示，则图丙的示数x1=___________mm；图丁的示数x2=_________mm。如果实验中所用的双缝间的距离d=0.20m，双缝到屏的距离L=60cm，则计算波长的表达式λ=___________（用已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长λ=__________m。

5．用红光做双缝干涉的实验，在屏上观察到干涉条纹，在其它条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹的间距将变______________。如果改用白光做实验，在屏上将出现_________条纹。

6、在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，测量头示意图如图5—28所示，调节分划板的位置，使分划板中心剖线对齐某亮条纹的中心，此时测量头的读数为_________________mm，转动手轮，使分划线向一侧移动，到另一条亮条纹的中心位置，由测量头再读出一读数．若实验测得第一条到第五条亮条纹中心间的距离为Δx = 0.960mm，已知双缝间距为d=1.5mm，双缝到屏的距离为L=1.00m，则对应的光波波长 =_________________nm．

7．分别使红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的条纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则

( )

A．Δx1

B．Δx1>Δx2

C．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx1增大 D．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx1不变

8．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

9．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹

( )

A．h＝1cm d＝0.1mm l＝1m B．h＝1cm d＝0.1mm l＝10m C．h＝1cm d＝10mm l＝1m D．h＝1mm d＝0.1mm l＝1m

10．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d的大小恰好是下图中游标卡尺的读数如图丁，双缝到毛玻璃屏间距离l的大小也由下图中毫米刻度尺读出，如图丙．实验时先移动测量头如图甲上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹如图乙所示，并记下螺旋测微器的读数x1如图戊所示，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7如图己所示，由以上测量数据求得该单色光的波长为________．

11．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图所示．双缝间的距离d＝

3mm.

(1)若测定红光的波长，应选用______色的滤光片．实验时需要测定的物理量有：______和________．

(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示，观察第5条亮纹的位置如图(b)所示．则可求出红光的波长λ＝________m．(保留一位有效数字

)

12．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中

(1)已知双缝到光屏之间的距离为600 mm，双缝之间的距离为0.20 mm，单缝到双缝之间的距离是100 mm．某同学在用测量头测量时，先将从测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数如图甲所示．然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示．这两次的示数依次为________mm和________mm，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________nm．

(2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是______

A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离 C．将红色滤光片改为绿色滤光片 D．增大双缝之间的距离

13．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，准备了下列仪器： A．白炽灯 B．双窄缝片 C．单窄缝片 D．滤光片 E．毛玻璃光屏

(1)把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是________________(填字母)．

(2)在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示．其中表示a纹位置(如图甲所示)的手轮读数为________mm，表示c纹位置(如图乙所示)的手轮读数为________mm．

(3)已知双缝间的距离为0.18 mm，双缝与屏的距离为500 mm，则单色光的波长为________μm． 14．（1）在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。 ①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示，图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示，此时图3(b)中游标尺上的读数x2；

②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离∆x= mm；这种色光的波长λnm。

15.在光的干涉实验中，如果两条狭缝间的距离增加一倍，光的波长减半，则相邻两暗条纹间的距离是原来的（ ）

A.4倍 B.0.5倍 C.0.25倍 D.不变

16.在双缝干涉实验中，用黄光得到一个干涉图样，若要使其干涉条纹间的距离变宽，可以采取的办法是（ ）

A.换用绿色的滤光片 B.换用红色的滤光片 C.使光源发出的光更强一些 D.使光屏向双缝靠拢一些

17.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作如下改动，但还能使实验成功的是（ ）

A.将遮光筒内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

18.在双缝干涉实验中,用白炽灯做光源在屏上出现了彩色干涉条纹,若用红色和绿色玻璃片各挡住一条缝,则屏上会出现( )

A.红色干涉条纹 B. 绿色干涉条纹 C. 红绿相间的干涉条纹 D.无干涉条纹

19.分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验,在屏上得到相邻的明条纹的距离分别为Δx1和Δx2,则( ) A. Δx1Δx2

C.若双缝间距离d减小,而其他条件保持不变,则 Δx1增大 D. 若双缝间距离d减小,而其他条件保持不变,则 Δx1不变

20．双缝干涉实验装置如图实18-5所示，红光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S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。则下列说法正确的是（ ）

A．若只减小两条狭缝S1、S2之间的距离，条纹间距将增大 B．若只减小两条狭缝与屏之间的距离，条纹间距将增大

C．若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖，条纹间距将增大

D．若只把用红光照射改为用绿光照射，条纹间距将增大

P1

P

屏

21.利用图实18-6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，干涉条纹间距变白炽灯 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 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

22.某同学利用双缝干涉实验装置测定红光的波长，已知双

缝间距d= 0.20mm，双缝到屏的距离L=700mm，将测量头

的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮条纹，其示数如图实18-7所示，此时的示数为

mm。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第五亮条纹的中心对齐，测出第五亮条纹与第一亮条纹的中心线间距离为图实18-7 9.240mm。由以上数据可求得该红光的波长为m（保留两位有效数字）。

23.某同学在《测定光波的波长》实

验中，实验装置如图实18-8所示。使用的双缝间距为0.025cm。实验时，首先调节 和 的中心

使之位于遮光筒的中心轴线上，并使

和 竖直且互相平行。当屏上出现了干涉图样后，通过测微目镜（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm）观察第一条亮纹的位置如左图所示，第五条亮纹位置如右图所示，测出双缝与屏的距离为50.00cm，则待测光的图实18-8 波长λ= nm。

24.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，要把它们放在图18-9中图1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。

屏

图2

图实18-9

⑴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。

⑵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，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___________________。 ⑶将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2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3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm。

⑷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，由计算式λ=________，求得所测红光波长为__________nm。

（5）一下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离 C．将红色滤光片改为绿色滤光片 D．增大双缝之间的距离

答案 1.（1）E D B（2）单缝和双缝间距5cm~10cm，使单缝与双缝相互平行（3）13.870

2

2.310（4）λ=dΔx/l，6.6×10 2. C

3.（1）ADCBE （2）1.735 （3）576.9（577同样给分） 4. 0.15，8.95，5.6×10-7

5.变小；中央是白条纹，两侧是彩色条纹 6. 1.630

360 7、BC 8、A 9、D

10、8.01×10－7m (2)7×107

－

11、(1)红 双缝到屏的距离L n条亮(或暗)纹间距离a 12．(1)0.640，10.295，536；(2)B

13．(1)ADCBE (2)1.790； 4.940 (3)0.567 14．（1）①15.02mm；② 2.31mm；6.6×102 15. C 16. B 17. ABC 18. D 19.BC 20、A 21. ABD

22. 2.430 ，6.6⨯10-7

23.单缝屏；双缝屏；单缝屏；双缝屏；594.0。

24.⑴E D B ⑵单缝和双缝间距5cm~10cm，使单缝与双缝相互平行

d∆x

⑶13.870 2.310 ⑷ l，6.6×102 （5） B