高中物理復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)二十一用雙縫干涉測量光的波長課件

實(shí)驗(yàn)二十一用雙縫干涉測量光的波長

必備知識·自主落實(shí)

注意事項(xiàng)(1)雙縫干涉儀是比較精密的實(shí)驗(yàn)儀器，要輕拿輕放，不要隨便拆分遮光筒、測量頭等元件．(2)安裝時，要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直．(3)光源使用線狀長絲燈泡，調(diào)節(jié)時使之與單縫平行且靠近．(4)實(shí)驗(yàn)中會出現(xiàn)屏上的光很弱的情況，主要是燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋是否清晰與單縫和雙縫是否平行有關(guān)系．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Δx帶來的誤差如下：①干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度．②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．③測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清．關(guān)鍵能力·分層突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)例1在實(shí)驗(yàn)室用雙縫干涉測光的波長，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(1)雙縫、光屏、單縫，依次是圖中的________(填圖中的字母)．DFC解析：(1)雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)備依次擺放的位置從左到右依次是光源、濾光片、單縫、雙縫、濾光筒、光屏，雙縫、光屏、單縫，依次是圖中的D、F、C；(2)①圖是實(shí)驗(yàn)得到的紅光雙縫干涉圖樣照片，根據(jù)該圖可判斷雙縫干涉的亮條紋間距________(填“相等”或“不相等”)．(3)在某次測量中，觀察分劃板中心線與亮條紋P中心對齊時的情形，如圖②所示．然后轉(zhuǎn)動測量頭手輪，當(dāng)分劃板中心線與亮條紋Q中心對齊時，目鏡中觀察到的圖應(yīng)為③圖中的________．相等A解析：(2)①圖可判斷雙縫干涉的亮條紋間距相等；(3)轉(zhuǎn)動測量頭手輪，當(dāng)分劃板中心線與亮條紋Q中心對齊時，目鏡中觀察到的圖應(yīng)為③圖中的A；(4)已知單縫與光屏間距L1，雙縫與光屏間距L2，單縫與雙縫間距為d1，雙縫間距d2，圖①中分劃板中心線與亮條紋P中心對齊時手輪讀數(shù)為x1，與亮條紋Q中心對齊時手輪讀數(shù)為x2(x2>x1)，則實(shí)驗(yàn)測得該光的波長的表達(dá)式為______________．

例2[2024·湖南常德一中?？寄M預(yù)測]某同學(xué)利用如圖1所示裝置測量某種單色光波長．實(shí)驗(yàn)時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋．回答下列問題：(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是________；A．若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因?yàn)楣庠?、單縫、雙縫與遮光筒不共軸所致B．A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在A和B之間C．A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在凸透鏡和A之間D．若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，可以換用間距更小的雙縫AC

(2)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.4mm，測得屏與雙縫間的距離為0.5m，用某種單色光實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋如圖2所示，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)也如圖2中所示，則A位置對應(yīng)的讀數(shù)為_______mm.B位置對應(yīng)的讀數(shù)為15.6mm，則所測單色光的波長約為________nm(結(jié)果保留整數(shù)部分)；10.9624

(3)若某次實(shí)驗(yàn)觀察到的干涉條紋與分劃板的中心刻線不平行，如圖3所示，在這種情況測量相鄰條紋間距Δx，則波長λ的測量值________(填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值．大于

考點(diǎn)二探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例3[2024·吉林統(tǒng)考模擬預(yù)測]某實(shí)驗(yàn)小組使用圖甲的裝置測量某紅色激光的波長．用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫間的寬度d＝0.2mm.激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖乙所示，由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離x＝________mm.通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離L＝2.0m，則該激光的波長λ＝________m．如果用紫色激光重新實(shí)驗(yàn)，相鄰亮紋間距會________(選填“變大”“變小”或“不變”)．65.06.50×10－7變小

例4寒假期間小明利用圖甲所示的物品，測量了某型號刀片的厚度．實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)點(diǎn)燃蠟燭，用蠟燭火焰把玻璃片的一面熏黑；(2)并齊捏緊兩片刀片，在玻璃片的熏黑面劃出兩條平直劃痕；(3)如圖乙所示，將激光光源和玻璃片固定在桌上，并將作為光屏的白紙固定在距離足夠遠(yuǎn)的墻上．(4)打開激光光源，調(diào)整光源的高度并使激光沿水平方向射出，恰好能垂直入射在兩劃痕上．(5)觀察白紙上的干涉條紋如圖丙所示．用刻度尺測出a、b兩點(diǎn)間的距離為________cm，則兩相鄰暗紋中心之間的距離Δy＝________cm.(6)測得玻璃片到