实验（2）用双缝干涉测光的波长
随堂演练巩固
1.(2014上海单科,17)用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在屏上先后出现如图(a)(b)(c)所示的图像,则( )
A.图像(a)表明光具有粒子性
B.图像(c)表明光具有波动性
C.用紫外光观察不到类似的图像
D.实验表明光是一种概率波
【答案】 ABD
2.(2014北京理综,14)如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )
A.增大 与 的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
【解析】 根据 知相邻条纹间距 x变大,可以是减小 与 的间距d,或者增大波长即将绿光换为红光.
【答案】 C
3.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(如图甲),并选用缝间距d=?0.20 mm?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=700 mm.然后,接通电源使光源正常工作.
乙
丙
(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,你认为正确的是? ?.
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宽度有关
D.干涉条纹间距与光的波长有关
(2)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乙(a)所示,图(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标尺上的读数? .16 mm?;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标尺上的读数 ? ?.
(3)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 nm.
(4)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,如上图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距 x时,测量值实际值.(填”大于”“小于”或”?等于?”)
【解析】 (1)为使屏上的干涉条纹清晰,灯丝与单缝和双缝必须平行放置,所得到的干涉条纹与双缝平行;由 可知,条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关,所以A、C、D选项正确.
(2)主尺由零刻度线对齐处为1.5 cm=?15 mm?,副尺第一格与主尺对齐为0.02 mm,故为15.02 mm.
.02 mm-1.16 mm=?13.86 mm?,共有6间隔,故 mm=?2.31 mm?.
由公式 得 . nm.
(4)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离.
【答案】 (1)ACD (2)15.02 mm (3)2.31 6. (4)大于
4.一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚 、 、 、 、带有刻度的直角三角板、量角器.
实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针 、 位置如图).用 、 的连线表示入射光线.
(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针 、 ?.(试在题图中标出 、 的位置)
(2)然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角 与折射角 .简要写出作图步骤.
(3)写出用 、 表示的折射率公式为n=.
【解析】 (1)在bb′一侧观察 、 经bb′折射,aa′反射,再经bb′折射后)的像,在适当的位置插上 使得 与 、 的像在一条直线上,即让 挡住 、 的像;再插上 让它挡住 或 的像和 . 、 的位置如图?所示.?
(2)①过 、 作直线与bb′交于O;
②过 、 作直线与bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中点M;
④过O点作bb′的垂线CD,过M点作bb′的垂线与aa′相交于N,如图所示,连接ON;
⑤ .
.
【答案】 (1)见解析
(2)见解析
5.(1)某同学做”测定玻璃折射率”实验时,已得到一块平行玻璃砖和图中的实验光路图,因未及时处理数据,过一段时间拿出原图一看,不知被谁在MN一侧多画了几条”光线”,请指出a、b、c、d中 线才是他实验中得到的光线.
(2)在该实验中以下叙述中不正确的是? ?.
A.玻璃砖的宽度宜大些
B.大头针应垂直地插在纸面上
C.每边的两个大头针的距离要近些,以便于观察
D.入射角适当大些
【答案】 (1)a (2)C
6.如图所示,画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上,M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点,直边与x轴重合.OA是画在纸上的直线 为竖直地插在直线OA上的两枚大头针 是竖直地插在纸上的第三枚大头针 是直线OA与y轴正方向的夹角 是直线 与y轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且 的位置取得正确,测出角 和 便可求得玻璃的折射率.
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线OA上竖直地插上了 、 两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到 、 的像.
(1)他应采取的措施是 .
(2)若他已透过玻璃看到 的像,为确定 的位置,确定 位置的方法是 .
(3)若他已正确地测得了 的值,则玻璃的折射率n=? ?.
【解析】 (1)在y<0的区域内,看不到 、 的像,原因在于入射角大于临界角,发生全反射,故应采用减小入射角的方法.
(2)确定 或出射光线)的位置是利用光的直线传播原理,因此,插上 后 应刚好能挡住 、 的像.
(3)由折射定律得 .
【答案】 (1)在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA,把大头针 、 竖直地插在所画的直线上,直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看见 、 的像
(2)插上 后 刚好能挡住 、 的像
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