2024年高考物理一轮复习(新人教版) 第14章 实验14 用双缝干涉测量光的波长.docx
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1、实验十四用双缝干涉测量光的波长目标要求1.掌握由x测量光的波长的原理,并会测单色光波长.2.观察单色光的双缝干涉图样,掌握测量头测量条纹间距的方法实验技能储备1实验原理单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间距x与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长之间满足x.2实验步骤(1)观察双缝干涉图样将光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上,如图所示接好光源,打开开关,使灯丝正常发光调节各器件的高度和角度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距约为510 cm.在单缝和光源间放上滤光片,观
2、察单色光的干涉条纹(2)测量单色光的波长安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心,记下此时手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中心,记下此时手轮上的读数an.用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)改变双缝间的距离d,双缝到屏的距离l,重复测量3数据分析(1)条纹间距x.(2)波长x.(3)计算多组数据,求的平均值4注意事项(1)安装时,注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当(2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近(3)调节的基本依据:照在
3、光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴;干涉条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行考点一教材原型实验例1如图所示,在“用双缝干涉测量光的波长”实验中:(1)在光具座上放置的光学元件依次为:光源、滤光片、_、_、遮光筒、光屏(含测量头)(2)利用图中装置研究双缝干涉现象时,下列说法中正确的是_A将光屏移近双缝,其他条件不变,干涉条纹间距变小B将滤光片由蓝色的换成红色的,其他条件不变,干涉条纹间距变大C将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距变大D换一个两缝之间距离更大的双缝,其他条件不变,干涉条纹间距变小E去掉滤光片,其他条件不变,干涉现象消失(3)在某
4、次测量中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹记为第1条亮条纹,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条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,则此示数为_ mm,由此可求得相邻亮条纹的间距x为_ mm.(4)已知双缝间距d为2.0104 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算式_,求得所测红光波长为_ nm.答案(1)单缝双缝(2)ABD(3)13.8702.310(4)660解析(1)由题图可知,为单缝,为双缝(2)将光屏移近双缝,l减小,则由x可知,在其他条件不变时,干涉条纹间距变小,故A正确;将滤光片由蓝色的换成红色的,
5、则波长变大,所以其他条件不变时,干涉条纹间距变大,故B正确;将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变时,干涉条纹间距不变,故C错误;换一个两缝之间距离更大的双缝,则d变大,在其他条件不变时,干涉条纹间距变小,故D正确;去掉滤光片,其他条件不变,会形成彩色干涉条纹,故E错误(3)由题图乙可得读数为x213.5 mm37.00.01 mm13.870 mm,由题图甲可得读数为x12 mm32.00.01 mm2.320 mm,则相邻亮条纹的间距x mm2.310 mm.(4)由x可得x,代入数据解得,波长为 m6.6107 m660 nm.例2(2023浙江省镇海中学模拟)(1)如图所示,小王同
6、学做在“用双缝干涉测量光的波长”实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行_A仅拨动拨杆B仅旋转单缝C仅前后移动凸透镜D仅旋转毛玻璃处的测量头(2)小王同学将分划板中心刻线与干涉条纹调平行后,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图所示,手轮上的示数是_ mm.答案(1)D(2)50.15解析(1)若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行,则仅旋转毛玻璃处的测量头即可,故选D.(2)手轮上的示数是50 mm0.05 mm350.15 mm.考点二探索创新实验例3洛埃德在1834年提
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