雙基限時練(十六)試驗：用雙縫干涉測量光的波長1．(多選題)某同學在做雙縫干涉試驗時，按圖安裝好試驗裝置，在光屏上卻觀看不到干涉圖樣，這可能是由于()A．光束的中心軸線與遮光筒的軸線不全都，相差較大B．沒有安裝濾光片C．單縫與雙縫不平行D．光源發出的光束太強解析安裝試驗器件時要留意：光束的中心軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒的軸線上，單縫與雙縫要相互平行才能使試驗成功．當然還要使光源發出的光束不致太暗．據上述分析可知選項A、C正確．答案AC2．(多選題)“用雙縫干涉測光的波長”的試驗中，為使光屏上單色光的條紋間距減小些，可接受的措施是()A．換用縫距大些的雙縫片B．換用縫距小些的雙縫片C．適當調大雙縫與屏之間的距離D．適當調小雙縫與屏之間的距離解析由公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，A、D選項正確．答案AD3．(多選題)在利用測量頭測量條紋寬度時，應使分劃板中心刻線最好()A．與亮條紋的邊緣對齊B．與暗條紋的邊緣對齊C．與亮條紋的中心位置對齊D．與暗條紋的中心位置對齊解析在利用測量頭測量條紋寬度時，應使分劃板中心刻線最好與亮條紋或暗條紋的中心位置對齊，因條紋的邊緣輪廓不清楚，假如對準邊緣測量誤差較大．答案CD4．在雙縫干涉試驗中，雙縫的作用是()A．遮住過于猛烈的光B．使白光變成單色光C．形成兩個振動狀況相同的光源D．使光發生折射解析在雙縫干涉試驗中雙縫的作用是獲得具有相干條件的兩列光．答案C5．用綠光做雙縫干涉試驗，在光屏上呈現出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx.下列說法中正確的有()A．假如增大單縫到雙縫間的距離，Δx將增大B．假如增大雙縫之間的距離，Δx將增大C．假如增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大D．假如減小雙縫的每條縫的寬度，而不轉變雙縫間的距離，Δx將增大解析公式Δx＝eq\f(l,d)λ中l表示雙縫到屏的距離，d表示雙縫之間的距離．因此Δx與單縫到雙縫間的距離無關，與縫本身的寬度也無關．本題選C.答案C6．如圖所示為雙縫干涉試驗中產生的條紋圖樣，甲圖為用光甲進行試驗的圖樣，a為中心亮條紋．乙為換用另一種單色光乙進行試驗的圖樣，a′為中心亮條紋，則以下說法正確的是()A．乙圖的條紋較寬，光乙的波長比光甲波長長B．乙圖的條紋較窄，光乙的波長比光甲波長長C．乙圖的條紋較寬，光乙的波長比光甲波長短D．乙圖的條紋較窄，光乙的波長比光甲波長短解析由圖可知，乙圖的條紋寬度比甲圖條紋寬，依據Δx＝eq\f(l,d)λ可知光乙的波長較大，故A選項正確．答案A7．某次試驗中，測得第一級明條紋和第三級明條紋相距4.0×10－2m，若雙縫間距為0.1mm，縫到屏的距離為L＝4.0mA．8.0×10－8mB．5.0×10－C．1.5×10－8mD．1.6×10－解析由Δx＝eq\f(L,d)λ，λ＝eq\f(Δx·d,L)代入數據得λ＝5.0×10－7m答案B8．如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”的試驗中，光具座上放置的光學元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各裝置的名稱依次是下列選項中的()A．a單縫，b濾光片，c雙縫，d光屏B．a單縫，b雙縫，c濾光片，d光屏C．a濾光片，b單縫，c雙縫，d光屏D．a濾光片，b雙縫，c單縫，d光屏解析a、b、c、d各裝置的名稱分別為濾光片、單縫、雙縫、光屏，故C正確．答案C9．某同學在做“雙縫干涉測定光的波長”試驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊第2條亮紋的中心時(如圖①中的A)，游標卡尺的示數如圖②所示，其次次分劃板中心刻度線對齊第6條亮紋的中心時(如圖③中的B)，游標卡尺的示數如圖④所示．已知雙縫間距d＝0.5mm，雙縫到屏的距離L＝1m．則：(1)圖②中游標卡尺的示數為__________cm.(2)圖④中游標卡尺的示數為__________cm.(3)所測光波的波長為__________m(保留兩位有效數字)．解析(1)圖②中游標卡尺是20個分度，精確度0.05mm，讀數為12mm＋0.05×10mm＝12.50mm＝1.250cm.(2)圖④中讀數為17mm＋0.05×15mm＝1.775cm.(3)由Δx＝eq\f(L,d)λ，可得λ＝Δx·eq\f(d,L)＝eq\f(1.775－1.250×10－2,5－1)×eq\f(0.5×10－3,1)＝6.562×10－7m＝6.6×10－7答案(1)1.250(2)1.775(3)6.6×10－710．現有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長．(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列挨次應為C、__________、A.(2)本試驗的試驗步驟有：①取下遮光筒左側的元件，調整光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理挨次在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)測量數條亮紋間的距離．在操作步驟②時還應留意____________和______________________________________________________________________________________________________.(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖①所示．然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，登記此時如圖②中手輪上的示數__________mm，求得相鄰亮紋的間距為Δx為__________mm.(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計算公式λ解析(1)雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序為：光源、濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應填：E、D、B.(2)單縫與雙縫的間距為5～10cm，使單縫與雙縫相互平行．(3)①圖的讀數為2.320mm，②圖的讀數為13.870mm，Δx＝eq\f(13.870－2.320,6－1)mm＝2.310mm.(4)由Δx＝eq\f(l,d)λ可得：λ＝eq\f(d,l)Δx可求出λ＝eq\f(2.0×10－4,0.700)×2.310×106nm＝6.6×102nm.答案(1)E、D、B(2)單縫與雙縫的間距為5～10cm使單縫與雙縫相互平行(3)13.8702.310(4)eq\f(d,l)Δx6.6×10211．用氦氖激光器進行雙縫干涉試驗，已知使用的雙縫間距離d＝0.1mm，雙縫到屏的距離l＝6.0m，測得屏上干涉條紋中相鄰亮紋的間距是3.8cm，氦氖激光器發出的紅光的波長λ是多少？假如把整個裝置放入折射率是eq\f(4,3)的水中，這時屏上的條紋間距是多少？解析由條紋間距Δx、雙縫間距離d、雙縫到屏的距離l及波長λ的關系，可測波長．同理，知道水的折射率，可知該光在水中的波長，然后由d、Δx、l、λ的關系，可求條紋間距．由Δx＝eq\f(l,d)·λ，可以得出紅光的波長λλ＝eq\f(d,l)·Δx＝eq\f(0.1×10－3×3.8×10－2,6.0)m＝6.3×10－7m激光器發出的紅光的波長是6.3×10－7m假如整個裝置放入水中，激光器發出的紅光在水中的波長設為λ′，由光的特點可知：光在傳播過程中，介質發生變化，波長和波速發生轉變，但頻率不變．由此可知eq