《高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十五 用雙縫干涉測量光的波長教學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十五 用雙縫干涉測量光的波長教學(xué)案（10頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)十五 用雙縫干涉測量光的波長1.了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件2觀察白光和單色光的雙縫干涉圖樣3測定單色光的波長. 一、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭組成)，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺.1.相鄰兩條亮條紋的間距x與入射光波長，雙縫S1、S2的間距d及雙縫與屏的距離l滿足的關(guān)系式為x.2測量頭的構(gòu)造及使用如圖甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)向左右移動(dòng)，測量時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻度對(duì)齊條紋的中心，如圖乙，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)甲乙兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離實(shí)際測量時(shí)，要測出n條亮紋(暗紋)的寬度，設(shè)為a，

2、那么x.二、實(shí)驗(yàn)步驟1觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖所示(2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約510 cm，這時(shí)，可觀察白光的干涉條紋(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋2測定單色光的波長 (1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋(2)使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記

3、為第n條亮紋(3)用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)(4)重復(fù)測量三、數(shù)據(jù)處理(1)條紋間距x.(2)波長x.(3)計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求的平均值四、注意事項(xiàng) (1)雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)(2)安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)(3)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近(4)照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋不清晰的一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)五、誤差分析 (1)雙縫到屏的距離l的測量存在誤差(2)測條紋間距x帶來的誤差 干涉條紋

4、沒有調(diào)整到最清晰的程度； 誤認(rèn)為x為亮(暗)條紋的寬度； 分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心； 測量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清高頻考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及操作例1在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中：(1)將激光束照在如圖2乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的_圖2(2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將_；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將_(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)答案(1)A(2)變寬變窄【變式探究】現(xiàn)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

5、等光學(xué)元件，要把它們放在如圖3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圖3(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左到右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、_、_、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；按合理的順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用刻度尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮條紋間的距離在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_、_和_答案(1)EDB(2)放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏

6、的中心在同一軸線上高頻考點(diǎn)二儀器讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理例2在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條紋間距x2相比，x1_x2(填“”“”或“”)若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長為630 nm，雙縫與屏幕的距離為1.00 m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，則雙縫之間的距離為_ mm.答案0.3解析雙縫干涉條紋間距x，紅光波長長，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即x1x2.相鄰條紋間距x2.1 mm2.1103 m，根據(jù)x可得d0.3 mm.【變式探究】用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間的距離d的大小恰好是圖中游標(biāo)卡尺的讀

7、數(shù)，如圖4丁所示；雙縫到毛玻璃屏間的距離的大小由圖中的毫米刻度尺讀出，如圖丙所示；實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)測量頭(如圖甲所示)上的手輪，把分劃線對(duì)準(zhǔn)靠近最左邊的一條亮條紋(如圖乙所示)，并記下螺旋測微器的讀數(shù)x1(如圖戊所示)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，把分劃線向右移動(dòng)，直到對(duì)準(zhǔn)第7條亮條紋并記下螺旋測微器的讀數(shù)x2(如圖己所示)，由以上測量數(shù)據(jù)求該單色光的波長(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖4答案8.0107 m【變式探究】(1)(多選)如圖5所示是用雙縫干涉測光波波長的實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖，圖中是光源、是濾光片、是單縫、是雙縫、是光屏下列操作能增大光屏上相鄰兩亮條紋之間距離的是()圖5A增大和之間的距離B增大和之間的距離C將

8、綠色濾光片改成紅色濾光片D增大雙縫之間的距離(2)如果將燈泡換成激光光源，該實(shí)驗(yàn)照樣可以完成，這時(shí)可以去掉的部件是_(填數(shù)字代號(hào))(3)轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋，讀出手輪的讀數(shù)如圖6甲所示繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮條紋，讀出手輪的讀數(shù)如圖乙所示則相鄰兩亮條紋的間距是_mm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖6(4)在(3)前提下，如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30 mm，雙縫和光屏之間的距離是900 mm，則待測光的波長是_m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案(1)BC(2)(3)1.610(4)5.37107【2016江蘇卷】【選修34】(3)在上述楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，

9、若單色光的波長5.89107 m，雙縫間的距離d1 mm，雙縫到屏的距離l2 m求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距（3）【答案】1.178102 m【解析】相鄰亮條紋的中心間距x由題意知，亮條紋的數(shù)目n10則L，代入數(shù)據(jù)得L1.78102 m.【2015全國新課標(biāo)34（1）】13在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距與綠光的干涉條紋間距相比（填“”“”或“”）。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長為，雙縫到屏幕的距離為，測得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為，則雙縫之間的距離為?！敬鸢浮?、現(xiàn)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

10、學(xué)元件，要把它們放在如圖5甲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甲圖5(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列最佳順序應(yīng)為C、_、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮條紋間的距離在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_和_(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對(duì)齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭

11、，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖丙中手輪上的示數(shù)為_mm，求得相鄰亮條紋的間距x為_mm.(4)已知雙縫間距d為2.0104m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式_，求得所測紅光波長為_nm.答案(1)E、D、B(2)見解析(3)13.8702.310(4)x6.61022.(1)楊氏干涉實(shí)驗(yàn)證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個(gè)光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件，即兩列光的_相同如圖6所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在_(選填“A”“B”或“C”)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋圖6(2)在上述楊氏

12、干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長5.89107m，雙縫間的距離d1mm，雙縫到屏的距離l2m求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距答案(1)頻率C(2)1.178102m解析(1)從兩狹縫發(fā)出的光，它們的頻率相同，是干涉光，在波峰與波谷相遇的區(qū)域中，振動(dòng)相互抵消，會(huì)出現(xiàn)暗條紋，即在C點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋(2)相鄰亮條紋的中心間距x由題意知，亮條紋的數(shù)目n10解得x，代入數(shù)據(jù)得x1.178102 m.3用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間的距離d的大小恰好是圖中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，如圖7丁所示；雙縫到毛玻璃屏間的距離的大小由圖中的毫米刻度尺讀出，如圖丙所示；實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)測量頭(如圖甲所示)上的手輪，把分劃線

13、對(duì)準(zhǔn)靠近最左邊的一條亮條紋(如圖乙所示)，并記下螺旋測微器的讀數(shù)x1(如圖戊所示)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，把分劃線向右移動(dòng)，直到對(duì)準(zhǔn)第7條亮條紋并記下螺旋測微器的讀數(shù)x2(如圖己所示)，由以上測量數(shù)據(jù)求該單色光的波長(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖7答案8.0107m4、1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)，1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn))(1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖8所示，S為單色光源，M為平面鏡，試用平面鏡成像作圖法畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直線發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域圖8(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為，在光屏上形成干涉條紋，寫出相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)間距離x的表達(dá)式答案見解析解析(1)如圖所示(2)x，因?yàn)閐2a，故x. 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375