物理选择性必修 第一册4.4 用双缝干涉仪测量光的波长课时训练

4.4用双缝干涉仪测量光的波长同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．利用图中所示装置研究双缝干涉现象，下面几种说法正确的是（   ）

A．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽

C．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽

D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽

2．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（　　）

A．将单缝靠近双缝 B．将单缝远离双缝

C．将屏向远离双缝的方向移动 D．将屏向靠近双缝的方向移动

3．在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）:

下列说法哪一个是错误的（　　）（填选项前的字母）

A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐

C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距

4．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的（　　）

A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏

B．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏

C．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏

D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏

5．如图所示，用单色光做双缝干涉实验，现将折射率为的透明薄膜遮住上方的条缝，则屏上可以观察到（　　）

A．干涉条纹向上移动，条纹宽度不变 B．干涉条纹向下移动，条纹宽度变窄

C．干涉条纹向上移动，条纹宽度变宽 D．干涉条纹不移动，条纹宽度不变

6．图为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。从左到右依次放置①光源、②红色滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是（　　）

A．③、④分别是双缝、单缝

B．减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离

C．应先放上单缝和双缝，再调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心

D．测出条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹间距为

7．下列说法正确的是（　　）

A．在用单摆测定重力加速度实验中，误将30次全振动记成了31次，则所测加速度偏小

B．在用双缝干涉测量光的波长实验中，仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，光屏上观察到的干涉条纹间距变小

C．在测定玻璃的折射率实验中，必须选用两面平行的玻璃砖

D．用油膜法测分子直径时，若撒的痱子粉过多，所测分子直径偏小

8．如图所示为一双缝干涉实验的装置图，其中光源为白炽灯泡，实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　）

A．若取下滤光片，光屏上将出现彩色的干涉条纹

B．将单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离减小

C．将双缝间的距离增大，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大

D．将红色滤光片换成绿色滤光片，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大

9．在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将(   ）

A．向上移动 B．向下移动

C．不动 D．可能向上移动，也可能向下移动

10．用图甲所示装置测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数为11.4mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头卡尺的示数为15.2mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.4m，双缝相距0.1mm，则所测单色光的波长为（　　）

A．2.38×10-7m B．2.38×10-9m C．9.5×10-7m D．9.5×10-9m

11．一束含两种频率的单色光，平行于底边照射等腰三棱玻璃砖侧面，从另一侧面又平行射出，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．a光的频率小于b光的频率

B．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度

C．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距

D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角

12．如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是（　　）

A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高

B．双缝到光屏的距离L不同，乙图对应的L较大

C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大

D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大

13．如图甲所示，是一双缝干涉实验的装置示意图，在空气里完成该实验得到如图乙的实验现象，在不调整实验装置的情况下，仅把该装置放在另一种透明介质里得到不同的现象则（　　）

A．空气中毛玻璃上显示的条纹数目多

B．介质中毛玻璃上显示的条纹数目多

C．空气和介质中毛玻璃上显示的条纹数目一样多

D．条纹数目多少无法确定

14．如图所示是一双缝干涉实验装置的示意图,其中S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏．实验时用白光从左边照射单缝S,可在光屏P上观察到彩色的干涉条纹．现在S1、S2的左边分别加上红色和蓝色滤光片,则在光屏P上可观察到 （ ）

A．红光和蓝光两套干涉条纹

B．红、蓝相间的条纹

C．两种色光相叠加,但不出现干涉条纹

D．屏的上部为红光,下部为蓝光,不发生叠加

15．在双缝干涉实验装置中，正确的说法是（       ）．

A．光源必须发出单色光

B．光经过单缝成为单色光

C．光经过双缝成为两束振动情况完全相同的光

D．两束光只在屏上发生干涉

二、填空题（共2题）

16．如图所示为双缝干涉实验的原理图，光源S到缝、的距离相等，为、连线中垂线与光屏的交点。用波长为500nm的光实验时，光屏中央处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第2条亮条纹。当改用波长为400nm的光实验时，P处呈现第___________条__________（填“明条纹”或“暗条纹”）。为使P处呈现第2条亮条纹，可把光屏适当________（填“向左平移”或“向右平移”）。

17．(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图所示：

(2)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，记下此时图中手轮上的示数，求得相邻亮纹的间距Δx为_________mm；

(3)已知双缝间距为2×10-4m，测得双缝到屏的距离为0.7m，则所测红光的波长为____________m。

三、综合题（共4题）

18．利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.0m，用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。

(i)求相邻亮条纹的中心间距Δx

(ii)求红色光的波长入(结果保留3位有效数字)

(ii)在其他条件不变的情况下，仅将红色光改成绿色光，条纹间距将变大还是变小?

19．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为，以某种单色光照射双缝时，在离双缝远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先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，此时手轮上的示数如图乙所示。根据以上实验，测得的这种光的波长是多少？

20．(1) 在双缝干涉实验中, 要减小相邻两条明条纹间的距离, 正确的做法是______

   A．改用频率较大的光                           

   B．改用在真空中波长较大的光

   C．减小双缝到屏之间的距离               

   D．改用在同一介质中传播速度较小的光

   E. 增强入射光强度

(2) 如图所示, 实线是某时刻的波形图像, 虚线是0.25 s后的波形图.

   ① 若波向左传播, 求它传播的可能距离;

   ② 若波向右传播, 求它的最大周期;

   ③ 若波速是68 m/s, 判断波的传播方向.

21．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得了成功，若他在此基础上将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动，实验仍能成功吗？为什么？

参考答案：

1．B

2．C

3．A

4．B

5．A

6．B

7．B

8．A

9．A

10．C

11．C

12．B

13．B

14．C

15．C

16．     3     暗条纹     向右平移

17．     2.310mm    

18．(ⅰ)2.364mm；(ⅱ)；(ⅲ)变小

19．6.725×10-7m

20．ACD

①若波向左传播,它传播的可能距离为: x = (4n + 3) m   (n = 0,1,2,…)            

②若波向右传播,最大周期 Tmax = 1 s

③波向右传播.     

21．能，

实验仍能成功，因为干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果，双缝后面的区域处处存在叠加，遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许时，根据

L变小、d、λ均没变，只是条纹间距变小