题目
在“用双缝干涉测光的波长”实验中,如图甲所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、_ M_、_ N_、_ P_、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 光源透镜MNP 遮光筒 毛玻璃-|||-6-|||-放大镜-|||-甲 乙 (1)M、N、P三个光学元件依次为___________。 A.滤光片、单缝、双缝 B.单缝、滤光片、双缝 C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、双缝、单缝 (2)通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示。若要使两者对齐,应如何调节?___________。 A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头 (3)亮条纹与分划板竖线对齐后,移动测量头,第1、4条亮条纹对应的示数如图丙所示。已知双缝间距为4.0×10 -4 m,双缝到屏的距离为1.0 m,则光的波长为___________nm。(1 nm=1×10 -9 m,结果保留三位有效数字) 光源透镜MNP 遮光筒 毛玻璃-|||-6-|||-放大镜-|||-甲 乙
在“用双缝干涉测光的波长”实验中,如图甲所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、_
M_、_
N_、_
P_、遮光筒、毛玻璃、放大镜。
(1)M、N、P三个光学元件依次为___________。
A.滤光片、单缝、双缝 B.单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、双缝、单缝
(2)通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示。若要使两者对齐,应如何调节?___________。
A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头
(3)亮条纹与分划板竖线对齐后,移动测量头,第1、4条亮条纹对应的示数如图丙所示。已知双缝间距为4.0×10 -4 m,双缝到屏的距离为1.0 m,则光的波长为___________nm。(1 nm=1×10 -9 m,结果保留三位有效数字)
(1)M、N、P三个光学元件依次为___________。
A.滤光片、单缝、双缝 B.单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、双缝、单缝
(2)通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示。若要使两者对齐,应如何调节?___________。
A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头
(3)亮条纹与分划板竖线对齐后,移动测量头,第1、4条亮条纹对应的示数如图丙所示。已知双缝间距为4.0×10 -4 m,双缝到屏的距离为1.0 m,则光的波长为___________nm。(1 nm=1×10 -9 m,结果保留三位有效数字)
题目解答
答案
A D 757
解析
考查要点:本题主要考查双缝干涉实验的装置结构、干涉条纹的调节方法以及波长的计算公式。
解题思路:
- 第(1)题:需明确双缝干涉实验中光学元件的排列顺序。光源发出的光需先通过滤光片获得单色光,再通过单缝形成狭缝光源,最后通过双缝产生干涉。
- 第(2)题:干涉条纹与分划板未对齐时,需调整测量头的旋转角度,而非改变光源或双缝的位置。
- 第(3)题:利用波长公式 $\lambda = \frac{d \Delta x}{m L}$,其中 $\Delta x$ 为相邻条纹间距,$m$ 为条纹级数差,注意单位换算和有效数字处理。
第(1)题
关键点:实验装置中光学元件的顺序为滤光片→单缝→双缝。
- 滤光片的作用是获得单色光;
- 单缝的作用是形成线状光源;
- 双缝的作用是产生相干光源。
因此正确顺序为 A.滤光片、单缝、双缝。
第(2)题
关键点:分划板竖线与条纹未对齐时,需通过旋转测量头调整视角,使条纹与分划板对齐。
- 旋转单缝或双缝会改变干涉图样的方向,但题目中已形成条纹,无需调整光源部分。
因此正确答案为 D.仅旋转测量头。
第(3)题
步骤1:计算相邻条纹间距 $\Delta x$
第1条与第4条亮条纹间隔 $m=3$ 个间距,$\Delta x = \frac{45 - 25}{3} = 20 \, \text{mm} = 0.02 \, \text{m}$。
步骤2:代入波长公式
$\lambda = \frac{d \Delta x}{m L} = \frac{4.0 \times 10^{-4} \times 0.02}{3 \times 1.0} = \frac{8.0 \times 10^{-6}}{3} \approx 2.67 \times 10^{-6} \, \text{m} = 757 \, \text{nm}.$