2018年沪科版物理选修3-4学业分层测评 第4章 4.2 用双缝干涉仪测定光的波长
高中物理沪科版选修3-4检测：4.2 用双缝干涉仪测定光的波长Word版含解析
4.2 用双缝干涉仪测定光的波长1.（多选）某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于（ ）A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B.没有安装滤光片C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强解析：选AC.安装实验器件时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功.当然还要使光源发出的光束不致太暗.据上分析，可知选项A 、C 正确.2.（多选）在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（ ）A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动解析：选ACD.由Δx ＝L dλ可知，改用波长更长的激光照射在双缝上，相邻亮条纹的间距Δx 增大，A 项正确，B 项错误；减小双缝间距d ，相邻亮条纹的间距Δx 增大，C 项正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，增大了屏幕与双缝的距离L ，相邻亮条纹的间距Δx 增大，D 项正确；相邻亮条纹的间距与光源到双缝的距离无关，E 项错误.3.用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）A.相邻干涉条纹之间距离相等B.中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍C.屏与双缝之间距离减小，则光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解析：选A.因为双缝干涉的条纹宽Δx ＝l dλ，可见单色光的干涉条纹间距是相等的，A 项对，B 、C 项错；又因为λ红>λ蓝，所以Δx 红>Δx 蓝，故D 项错.4.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯B.单缝片C.光屏D.双缝E.滤光片（其中双缝和光屏连在遮光筒上）.（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A （A 已写好）.（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a_________b（选填“大于”“等于”或“小于”）.解析：本题重点考查了实验器材的选择和排序问题.本实验中的器材排序是历来高考的热点，光源、滤光片、单缝、双缝、光屏在光具座上可从左向右排，也可从右向左排，但任何两个元件之间的顺序不能颠倒，尤其是滤光片和单缝之间，好多初学者认为谁在前无所谓，其实不然，二者顺序颠倒后会使实验现象大打折扣，要注意这一点.本题第一项已填好，故答案是唯一的，即A、E、B、D、C.由Δx＝ldλ知，波长越长，条纹越宽，间距越大，或由干涉条纹的特征均可得出a一定大于b.答案：（1）EBDC（2）大于5.用双缝干涉测光的波长.实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100 mm，双缝与屏的距离L2＝700 mm，双缝间距d＝0.25 mm.用测量头来测量亮纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数.（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1＝mm，对准第4条时读数x2＝mm.（2）写出计算波长λ的表达式，λ＝（用符号表示），λ＝nm.解析：（1）螺旋测微器读数特别注意半毫米刻度线是否漏出.题图丙中两个读数分别为2.192 mm，7.870 mm.（2）第一条与第四条之间有三个条纹间距的宽度，相邻条纹间的距离Δx ＝x 2－x 13，由公式Δx ＝L 2d λ，可得λ＝d （x 2－x 1）3L 2＝6.76×10－7 m ＝676 nm. 答案：（1）2.192 7.870 （2）d （x 2－x 1）3L 2676 6.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 ＝3 mm.（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的距离为0.70 m ，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0.5 mm ）观察第1条亮纹的位置如图甲所示，观察第5条亮纹的位置如图乙所示.则可求出红光的波长λ＝ m.（保留一位有效数字）（3）某位同学在测定光波波长的实验中，透过测量头上的目镜观察双缝干涉图样时发现，只在左侧视野中有明暗条纹出现，而右侧没有，应如何调节？________________________________________________________________________________________.解析：（1）测红光波长选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光.据Δx ＝l dλ知需测双缝到屏的距离l 和n 条条纹间的距离a .（2）由条纹间距离Δx ，最后算出λ，故λ≈7×10－7 m.（3）只在左侧视野中有明暗条纹出现，而右侧没有，这是由于测量头目镜偏离遮光筒轴线所致，可以转动测量头上的手轮，使测量头向左移动，直到在目镜中看到明暗条纹布满视野为止.答案：（1）红 双缝到屏的距离l n 条条纹间的距离a（2）7×10－7 （3）见解析。
高二物理沪科版选修3-4单元测试：第4章 光的波动性(含解析)
本章测评(时间90分钟满分100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1在城市交通中，用红灯表示禁止通行，其原理是()A．红光容易产生干涉B．红光照射的距离大C．红光容易引起人们的视觉反应D．红光容易产生衍射2光从某介质射入空气，入射角i从零开始增大到某一值的过程中，折射角r也随之增大，则下列说法中正确的是()A．比值ir不变B．比值sinisinr不变C．比值sinisinr是一个大于1的常数D．比值sinisinr是一个小于1的常数3光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是…() A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象4已知介质对某单色光的临界角为C，则()A．该介质对单色光的折射率等于1sinCB．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC(c是光在真空中的传播速度)C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sinC倍5关于光的性质，下列说法正确的是()A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度B．双缝干涉说明光具有波动性C．光在同种均匀介质中沿直线传播D．光的偏振现象说明光是纵波6如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)()7光线从折射率为2的介质中射向空气，如果入射角为60°，则下图中的光路可能的是()8根据下图中的漫画，判断下列说法中正确的是()A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高些9许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，错误的是() A．光导纤维利用的是光的全反射现象B．X光透视利用的是光的衍射现象C．分光镜利用的是光的色散现象D．红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象10一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。
【课堂新坐标】2018-2019学年高中物理沪科版课件 选修3-4 第四章光的波动性 4.2 用双缝干涉仪测定光的波长
2017-2018学年高中物理沪科版选修3-4教师用书：第4章
4.2 用双缝干涉仪测定光的波长一、实验目的1.了解光波产生稳定干涉图样的条件.2.观察白光及单色光的双缝干涉图样.3.掌握用公式Δx ＝l d λ测定波长的方法.4.会用测量头测量条纹间距离.二、实验原理1.相邻明纹(暗纹)间的距离Δx 与入射光波长λ之间的定量关系推导如图4-2-1所示，双缝间距为d ，双缝到屏的距离为l .双缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0.对屏上与P 0距离为x 的一点P ，两缝与P 的距离PS 1＝r 1，PS 2＝r 2.在线段PS 2上作PM ＝PS 1，则S 2M ＝r 2－r 1，因d ≪l ，三角形S 1S 2M 可看作直角三角形.有：r 2－r 1＝d sin θ(令∠S 2S 1M ＝θ).图4-2-1则：x ＝l tan θ≈l sin θ有：r 2－r 1＝d x l若P 处为亮纹，则d x l ＝±kλ，(k ＝0,1,2，…)解得：x ＝±k l d λ.(k ＝0,1,2，…)相邻两亮纹或暗纹的中心距离：Δx ＝l d λ.2.测量原理由公式Δx ＝l d λ可知，在双缝干涉实验中，d 是双缝间距，是已知的；l 是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝dlΔx计算出入射光波长的大小.3.条纹间距Δx的测定如图4-2-2甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图4-2-2乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝an－1.图4-2-2三、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺.一、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、光屏依次安放在光具座上，如图4-2-3所示图4-2-3(2)接通电源，打开开关，使灯丝正常发光.(3)调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距为5～10 cm.这时可观察白光的干涉条纹.(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.2.测定单色光的波长(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹.(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2；并记下两次测量的亮条纹数n，则相邻两亮条纹间距Δx＝|a2－a1| n－1.(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离L.(4)将测出的L、Δx代入Δx＝Ldλ求出光波的波长λ.(5)重复测量、计算，求出波长的平均值.(6)换用不同颜色的滤光片，重复实验.二、数据处理(1)对每次测量由公式Δx＝|a2－a1|n－1计算相邻两亮条纹间距.(2)对每次测量用公式Δx＝ldλ计算光波的波长.(3)对每种单色光的多次测量值求平均值作为该单色光波长的测量值.三、注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行.(2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上.(3)测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)条纹的中心.(4)要多测几个亮条纹(或暗条纹)中心间的距离，再求Δx.(5)调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行.四、误差分析本实验的误差主要来源于以下两个方面：(1)l的测量误差因本实验中，双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用mm 刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小误差.(2)测条纹间距Δx带来的误差①干涉条纹没有调到最清晰的程度.②分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心.③测量多条亮条纹间距时读数不准确.实验探究1实验操作过程及仪器读数在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图4-2-4所示)：图4-2-4(1)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.为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝a n－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图4-2-5所示，其示数为______mm.图4-2-5【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误.(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.【答案】(1)A(2)1.970实验探究2实验数据处理利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图4-2-6甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B 条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5 mm ，从双缝到屏的距离为 1 m ，则图丙中游标卡尺的示数为________ mm.图丁游标卡尺的示数为________ mm.在实验中，所测单色光的波长为________ m.在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将________(选填“能”或者“不能”)看到明暗相间的条纹.图4-2-6【解析】 根据游标卡尺的原理，可读出图丙的示数为11.4 mm ；图丁的示数是16.8 mm.Δy ＝16.8－11.44 mm ＝1.35 mm.又根据Δy ＝l d λ，则λ＝d Δy l ＝6.75×10－7 m.当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时，不满足干涉条件，故不能看到明暗相间的条纹.【答案】 11.4 16.8 6.75×10－7 不能。
物理沪科版选修3-4自我小测：4-2用双缝干涉仪测定光的
自我小测1如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用绿光进行实验的图样，a 为中央亮条纹。
乙图为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是 ( )A ．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B ．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C ．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D ．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短2激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。
用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔Δt 的乘积等于双缝间距。
实验中可测得二次曝光时间间隔Δt 、双缝到屏之间的距离l 以及相邻两条亮纹间距Δx 。
若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( )A ．v ＝λΔx l ΔtB ．v ＝l λΔx ΔtC ．v ＝l Δx λΔtD ．v ＝l Δt λΔx3用白光做“双缝干涉”实验时，得到彩色的干涉条纹，下列说法正确的是( )A ．干涉图样的中央亮纹是白色的B ．在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹C ．在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹D ．在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关4在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法是( )A ．改用波长较长的光(如红光)作入射光B ．增大双缝到屏的距离C ．减小双缝间距D ．增大双缝间距5在杨氏双缝干涉实验中，如果( )A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D ．用紫光作为光源，比红光作光源产生的条纹间距更大6利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d ＝0.4 mm ，双缝到光屏间的距离l ＝0.5 m ，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A 、B 位置时游标卡尺读数也由图中所给出，则：(1)分划板在图中A 、B 位置时游标卡尺读数分别为x A ＝__________mm ，x B ＝__________mm ，相邻两条纹间距Δx ＝__________mm ；(2)波长的表达式λ＝__________(用Δx 、l 、d 表示)，该单色光的波长λ＝__________m ；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将__________(填“变大”“不变”或“变小”)。
2017-2018学年高中物理沪科版选修3-4学业分层测评 第4
学业分层测评第4章 4.4 光的偏振与立体电影(建议用时：45分钟)[学业达标]1.对衍射现象的定性分析，正确的是()A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论E.衍射现象说明光是一种横波【解析】衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以选项A、B、C正确；光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才被看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，所以选项D错误.一切波都可以发生衍射现象，选项E错误.【答案】ABC2.关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同B.偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光E.只有横波才会发生偏振现象【解析】自然光沿各振动方向的光波的强度相同，A错误；偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定方向振动，B正确；自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，C错误；太阳、电灯等普通光源发出的是自然光，D正确；由偏振原理知，E正确.【答案】BDE3.下列情况中能产生明显衍射现象的是()A.光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多B.光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比C.光的波长等于孔或障碍物的尺寸大小D.光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多E.用红光做实验时未观察到明显的衍射现象，现用绿光替代红光做实验【解析】发生明显衍射的条件是障碍物、缝、孔的尺寸与光的波长差不多或更小.【答案】ABC4.如图4-3-5所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()【导学号：38910052】图4-3-5A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮E.以SP为轴将A转过90°后，在P处将看到光亮【解析】该题考查了对自然光、偏振光的特点的认识.自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光，则A错.自然光通过偏振片A后，变为偏振光，则B对.设通过A的光沿竖直方向振动，当偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光时，则P点无光亮.将B转过180°后，P处仍无光亮，即C错.若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对.同理可知E对.【答案】BDE5.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼睛，严重影响行车安全.若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中不可行的是()A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°E.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向左上45°【解析】若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的照射到物体上反射的光将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A错；若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼睛，B错；若前窗玻璃的透振方向斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透振进本车车窗内，却可以透振进对面车窗内，C错.D、E是可行的.【答案】ABC6.关于波动，下列说法正确的是()A.各种波均会发生偏振现象B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D.已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警E.各种波均会发生干涉和衍射现象【解析】只有横波才有偏振现象，A错；白光是复色光，其中各单色光的波长不同，导致条纹间距不同，B正确；波的传播过程中，介质中质点的运动速度是变化的，而波的传播速度在同一均匀介质中是匀速的，且波的传播是指振动形式的传播，C错；因为地震波的纵波波速大于横波波速，所以两波传到同一地点有时间差，可用于横波的预警，D正确；干涉和衍射都是波特有的现象，E对.【答案】BDE7.点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是光的________.【解析】在刀片边缘有部分光绕过障碍物进入到阴影中去，从而看到影子的边缘模糊，光绕过障碍物偏离直线传播是光的衍射.【答案】衍射8.在学习了光的衍射现象后，徐飞回家后自己设置了一个小实验.在—个发光的小电珠和光屏之间放一个圆孔大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到什么现象？【解析】在圆孔由大到小调节过程中，当孔较大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑；当孔的直径减小到与光波的波长相近时，产生明显的衍射现象，屏上将出现明暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭合时，没有光到达屏上，屏上完全黑暗.【答案】先是圆形亮区，再是明暗相间的圆形亮环，最后完全黑暗[能力提升]9.某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是()【导学号：38910053】A.若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B.若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关E.波长越小，衍射条纹间距越大【解析】若狭缝与线状白炽灯平行，衍射条纹与狭缝平行则现象明显；衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，缝宽越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大.【答案】ACD10.奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关.将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品中的含糖量.如图4-3-6所示.S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()【导学号：38910054】图4-3-6A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.到达O处光的强度会明显增强D.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的最小角度等于αE.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的最小角度等于α【解析】自然光通过偏振片后得到垂直于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏振方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α，到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致，故O处光的强度会明显减弱，故A正确，B、C错误；若将A或B 转动一个最小角度，使得O处光的强度仍为最大，说明它们转过的角度等于α，故D、E都正确.【答案】ADE11.分析以下现象产生的原因：(1)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围有彩色的光芒.(2)光线照在花布上，可以看见花布上的图样.【解析】(1)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙，发生衍射现象，因此可见到灯周围有彩色的光芒. (2)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果.花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时，红色花纹反射红色光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色，同理可以看到各种花纹反射的各种颜色的光，这样就可以看到花布的图样.【答案】见解析12.如图4-3-7所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？简单说明理由.图4-3-7(1)在单色自然光源S后加一偏振片P.(2)在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透振方向垂直.【解析】(1)能.到达S1、S2的光是从同一偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹，且由于偏振片很薄，对路程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片的吸收作用而减弱.(2)不能.由于从P1、P2射出的光振动方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏E被均匀照亮，但无干涉现象.【答案】见解析。
高二物理沪科版选修3-4单元检测：第4章 光的波动性(含解析)
物理沪科版选修3—4第4章光的波动性单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分，每题至少有一个选项符合题意，多选、错选者不得分，选对但是选不全者得3分）1．关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法正确的是（）。
A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光2．一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，如图所示，则（）。
A．在玻璃中a光速度最大B．用同一装置做光的双缝干涉实验时，c光相邻的干涉条纹间距最大C．发生全反射时b光的临界角比a光大D．若逐渐增大入射角i，c光将首先返回玻璃中3．将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（）。
A．λ/4n B．λ/2n C．λ/4 D．λ/24．甲乙两种单色光均垂直射到一条直光纤的竖直端面上，甲光穿过光纤的时间比乙光的时间短，则（）。
A．光纤对甲光的折射率较大B．甲光的频率比乙光大C．用它们分别做为同一双缝干涉装置的光源时，甲光相邻的干涉条纹间距较大D．甲光比乙光更容易发生全反射5．一束白光从顶角为θ的三棱镜的一侧，以较大的入射角θ1射入棱镜，经棱镜折射在光屏P上可得到彩色光带，如图所示。
入射角θ1逐渐减小到零的过程中，屏上彩色光带的变化情况可能是（）。
A．各色光同时消失B．部分色光消失C．红光最先消失D．紫光最先消失6．如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，一光束SA总是射向圆心O，在光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在P上先看到七色光带，然后各色光陆续消失，则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是（）。
高中物理第4章光的波动性4_2用双缝干涉仪测定光的波长学业分层测评沪科版选修34
第 4 章用双缝干预仪测定光的波长( 建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ]1.某同学用单色光进行双缝干预实验，在屏上察看到如图 4-2-7 甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，察看到的条纹如图乙所示. 他改变的实验条件可能是()图 4-2-7A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.增大双缝到光屏之间的距离D.换用频次更高的单色光源E.换用频次更低的单色光源l【分析】依据x＝dλ，此中 l 是双缝到光屏之间的距离， d 是双缝之间的距离，λc是波长，又λ＝f，B、C、E选项正确.【答案】BCE2. 用单色光做双缝干预实验，在光屏上某点P，从中央 O点开始计数， P 点恰巧为第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照耀，其余的条件不变，那么不行能的是()处仍为第三条亮纹处可能是第四条亮纹处可能是第二条亮纹D. 若将光屏向双缝移近一些，在P 处可能看到第二条亮纹E. 中央O点仍为亮纹【分析】波长短，双缝到P 点光程差不变，故A、 C 不行能；若将光屏向双缝移近一些，条纹间距变小，故D不行能 .【答案】ACD3.(1) 备有以下仪器：A. 白炽灯B. 双缝C. 单缝D. 滤光片E. 白色光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的摆列次序应当是：________( 填写字母代号).(2) 已知双缝到光屏之间的距离L＝500 mm，双缝之间的距离d＝mm，单缝到双缝之间的距离 s＝100 mm，某同学在用丈量头丈量时，调整手轮，在丈量头领镜中先看到分划板中心刻线瞄准 A 亮条纹的中心，而后他持续转动，使分划板中心刻线瞄准 B 亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图4-2-8 所示 . 则入射光的波长λ＝________m(结果保存两位有效数字 ).图 4-2-8(3) 实验中发现条纹太密，难以丈量，能够采纳的改良方法有________.A. 改用波长较长的光 ( 如红光 ) 作为入射光B. 增大双缝到屏的距离C. 增大双缝到单缝的距离D. 增大双缝间距【分析】游标卡尺读数精准度为mm，A地点主尺读数为11 mm，游标尺读数为1，读x2－ x11 mm＋1×mm＝mm，同理 B 地点读数为x2＝mm，则条纹间距 x＝≈mm.7d－ 7L利用λ＝L x＝×10m.由x＝dλ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故A、B 正确 .【答案】(1)ADCBE (2) ×10 －7(3)AB4. 如图 4-2-9 所示，在“用双缝干预测光的波长”实验中，光具座上搁置的光学元件依次为：①光源、② ________________、③ ________、④ ________、⑤遮光筒、⑥光屏. 关于某种单色光，为增大相邻亮纹( 暗纹 ) 间的距离，可采纳 ____________ 或____________ 的方法 .【导学号：】图 4-2-9【分析】做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其余挨次是单缝屏、双缝l屏、遮光筒和毛玻璃屏. 由条纹间距公式x＝dλ可知，要增大相邻条纹间距，应当增大双缝屏到光屏的距离或许减小两缝间距离.【答案】滤光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光屏的距离减小双缝屏两缝间距离5. 在“用双缝干预测光的波长”实验中，将双缝干预实验仪按要求安装在光具座上，如图 4-2-10 甲所示，并采纳缝间距d＝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.而后，接通电源使光源正常工作.【导学号：】图 4-2-10(1) 已知丈量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度 . 某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第 1 次映入眼帘的干预条纹如图4-2-10乙 (a) 所示，图 4-2-10 乙 (a) 中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图4-2-10乙 (b) 中游标尺上的读数x1＝mm；接着再转着手轮，映入眼帘的干预条纹如图4-2-10 丙(a)所示，此时图 4-4-10 丙 (b) 中游标尺上的读数 x2＝________ mm；(2) 利用上述丈量结果，经计算可得两个相邻明纹( 或暗纹 ) 间的距离x＝________ mm；这类色光的波长λ＝________ nm.【分析】(1) 由游标尺的读数规则可知：x2＝＋1×mm＝mm(2) 题图乙 (a) 中暗纹与题图丙 (a) 中暗纹间的间隔为 6 个故x2－ x1x＝＝ mm6由x＝lλ可知λ＝d·Δ x＝× 10 2 nm.d l【答案】(1) (2)×1026.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4-2-11所示的光具座上构成双缝干预装置，用以丈量红光的波长.(1)将白光光源 C放在光具座最左端，挨次搁置其余光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母摆列次序应为 C、________、 A.- 让每一个人同等地提高自我图 4-2-11(2) 本实验的步骤有：①取下遮光筒左边的元件，调理光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理次序在光具座上搁置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺丈量双缝到屏的距离；④用丈量头 ( 其读数方法同螺旋测微器) 丈量数条亮纹间的距离 .在操作步骤②时还应注意单缝、双缝应________________________ 且 ________.(3) 将丈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 4-2-12 甲所示 . 而后同方向转动丈量头， 使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为________mm ，求得相邻亮纹的间距x ＝________mm.图 4-2-12(4) 已知双缝间距 d 为× 10 －4 m ，测得双缝到屏的距离 l 为 m ，由计算式 λ＝ ________，求得所测红光波长为 ________nm.【导学号：】【分析】 (1) 由左至右挨次搁置白色光源 C 、滤光片 E 、单缝 D 、双缝 B 、毛玻璃屏 A .(2) 单缝、双缝应互相平行并跟遮光筒轴线垂直.(3) 甲的示数为 mm ，乙的示数为 mm ，则x ＝错误 ! mm ＝ mm.l(4) 由x ＝ d λ 得λ＝dx ＝错误 ! ×× 10 －3 m ＝l× 10－7 m ＝ 660 nm.(1) E 、 D 、 Bdx 660【答案】(2) 互相平行 与遮光筒轴线垂直(3)(4) l。
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学业分层测评
第4章 4.2 用双缝干涉仪测定光的波长
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图4-2-7甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是()
图4-2-7
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.增大双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
E.换用频率更低的单色光源
【解析】根据Δx＝l
dλ，其中l是双缝到光屏之间的距离，d是双缝之间的
距离，λ是波长，又λ＝c
f，B、C、E选项正确.
【答案】BCE
2.用单色光做双缝干涉实验，在光屏上某点P，从中央O点开始计数，P点恰好为第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照射，其他的条件不变，那么不可能的是()
A.P处仍为第三条亮纹
B.P处可能是第四条亮纹
C.P处可能是第二条亮纹
D.若将光屏向双缝移近一些，在P处可能看到第二条亮纹
E.中央O 点仍为亮纹
【解析】 波长短，双缝到P 点光程差不变，故A 、C 不可能；若将光屏向双缝移近一些，条纹间距变小，故D 不可能.
【答案】 ACD
3.(1)备有下列仪器：
A.白炽灯
B.双缝
C.单缝
D.滤光片
E.白色 光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写字母代号).
(2)已知双缝到光屏之间的距离L ＝500 mm ，双缝之间的距离d ＝0.50 mm ，单缝到双缝之间的距离s ＝100 mm ，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A 亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B 亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图4-2-8所示.则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字).
图4-2-8
(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________.
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝间距
【解析】 游标卡尺读数精确度为0.1 mm ，A 位置主尺读数为11 mm ，游标尺读数为1，读数为x 1＝11 mm ＋1×0.1 mm ＝11.1 mm ，同理B 位置读数为x 2
＝15.6 mm ，则条纹间距Δx ＝x 2－x 17≈0.64 mm.利用λ＝d L Δx ＝6.4×10－7 m.由Δx
＝L d λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故A 、B 正确.
【答案】(1)ADCBE(2)6.4×10－7(3)AB
4.如图4-2-9所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②________________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取____________或____________的方法.
【导学号：38910049】
图4-2-9
【解析】做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单
缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏.由条纹间距公式Δx＝l
dλ可知，要增大相邻条
纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离.
【答案】滤光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光屏的距离减小双缝屏两缝间距离
5.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4-2-10甲所示，并选用缝间距d＝0.2 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.
【导学号：38910050】
图4-2-10
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度.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4-2-10乙(a)所示，
图4-2-10乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图4-2-10乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图4-2-10丙(a)所示，此时图4-4-10丙(b)中游标尺上的读数x2＝________ mm；
(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Δx＝________ mm；这种色光的波长λ＝________ nm.
【解析】(1)由游标尺的读数规则可知：x2＝(15.0＋1×0.02) mm＝15.02 mm
(2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个
故Δx＝x2－x1
6＝2.31 mm
由Δx＝l
dλ可知λ＝
d·Δx
l＝6.6×10
2 nm.
【答案】(1)15.02(2)2.31 6.6×102
6.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4-2-11所示的光具座上组成双缝干涉装置，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.
图4-2-11
(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时还应注意单缝、双缝应________________________且________.
(3)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4-2-12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，记下此时图乙中手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx＝________mm.
图4-2-12
(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.
【导学号：38910051】【解析】(1)由左至右依次放置白色光源C、滤光片E、单缝D、双缝B、毛玻璃屏A.
(2)单缝、双缝应相互平行并跟遮光筒轴线垂直.
(3)甲的示数为2.320 mm，乙的示数为13.870 mm，则Δx＝13.870－2.320
5mm
＝2.310 mm.
(4)由Δx＝l
dλ得
λ＝d
lΔx＝
2.0×10－4
0.700×2.310×10
－3 m＝
6.60×10－7 m＝660 nm.
【答案】(1)E、D、B(2)相互平行与遮光筒轴线垂直(3)13.870 2.310
(4)d
lΔx660。