2022届新高考物理人教版一轮复习学案：实验二十一 用双缝干涉测光的波长 WORD版含解析.docx

1、实验二十一用双缝干涉测光的波长实验溯本求源1.实验原理与操作装置及器材操作要领(1)安装仪器将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上接好电源，打开开关，使灯丝正常发光，调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行(2)观察与记录调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数x1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数x2，则相邻两亮条纹间的距离xx2-

2、x1n-12.数据处理与分析：用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l，由公式xld得dlx计算波长，重复测量、计算，求出波长的平均值注意事项(1)保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴(2)保持单缝和双缝平行(3)分划板上的射线应与干涉条纹的亮线(暗线)平行，否则会增大测量的误差(4)测量双缝至屏的距离l，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏，切勿松动误差分析(1)双缝到屏的距离l的测量存在误差(2)测条纹间距x带来的误差实验热点探究热点一实验操作与原理师生共研例1 (1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上的光学元件依次为光源、滤光片、_、_、遮光筒、光屏其中，双缝的作用是

3、：_(2)本实验的步骤有：调节单缝与双缝的间距为510 cm，并使单缝与双缝相互平行；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；取下遮光筒右侧的元件，打开光源，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；用米尺测出双缝到屏的距离；用测量头(读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离；将测得的数据代入公式求出红光的波长，以上步骤合理的顺序是_(只填步骤代号)练1在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：(1)下列操作正确的是_(填选项前的字母)A先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头B接通电源前把输出电压调到大于小灯泡的额定电压C观察到条纹比较模

4、糊，可以调节拨杆进行调整D测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮条纹边缘重合(2)图中条纹间距表示正确的是_(填选项字母)热点二实验现象的分析与数据处理师生共研例2 如图甲所示是小刘同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置(1)在实验中应该在B处放_(选填“单缝”或“双缝”)(2)经过一系列的调试，得到了亮度较好、清晰的干涉图样，但在放大镜视野中出现如图乙所示的现象，调整方法是_.(3)一次实验测量完成后，小刘同学将红色滤光片改为绿色滤光片，则观察到干涉条纹的间距_(选填“变大”“变小”或“不变”)例3 2019全国卷，34(2)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长实验时，接通电源

5、使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹回答下列问题：()若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_；A将单缝向双缝靠近B将屏向靠近双缝的方向移动C将屏向远离双缝的方向移动D使用间距更小的双缝()若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则单色光的波长_；()某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为_nm(结果保留3位有效数字)练2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光源、透镜、M、N、P、

6、遮光筒、毛玻璃、放大镜，如图1所示(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)分划板在图2中A、B位置时游标卡尺读数xA11.1 mm，xB_ mm，相邻两条纹间距x_ mm.练3用双缝干涉测光的波长，已知双缝与屏的距离L0.700 m，双缝间距d0.200 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，如图甲所示，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

7、对准第1条和第6条亮纹的中心时，手轮上的读数如图乙所示，则对准第1条时读数x1_ mm，对准第6条时读数x2_ mm.(2)写出计算波长的表达式，_(用x1、x2、L、d表示，不用计算)(3)在屏上观察到了干涉条纹，如果将双缝到屏距离增大，则屏上的干涉条纹的间距将_(选填“变大”“不变”或“变小”)实验二十一用双缝干涉测光的波长实验热点探究例1解析：(1)依据实验的原理，光具座上放置的光学元件依次为：光源、滤光片、单窄缝片、双窄缝片、遮光筒、光屏其中，双缝的作用是得到两个相干光源(2)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝所以实验的排列顺序应为.答案：(1)单窄缝片双窄缝片得到两

8、个相干光源(2)练1解析：(1)根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上单缝和双缝及测量头，故A正确；要使小灯泡发光，接通电源前应把输出电压调到小于或等于小灯泡的额定电压，故B错误；观察到条纹比较模糊，可能是单缝和双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C正确；测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线应与该亮条纹的中心重合，故D错误(2)干涉条纹的间距为相邻明(或暗)条纹中心之间的距离，故C正确答案：(1)AC(2)C例2解析：(1)根据“用双缝干涉测量光的波长”实验的原理可知，光源发出的光经过滤光片后，需要先经过单缝

9、，再经过双缝，最后到达光屏(2)应该调节测量头使分划板中心刻线与条纹平行(3)将红色滤光片改为绿色滤光片，即单色光的波长变短，根据公式xld可知，干涉条纹的间距将变小答案：(1)单缝(2)调节测量头使分划板中心刻线与条纹平行(3)变小例3解析：本题是“利用双缝干涉测光的波长”实验考查了学生的实验能力，培养了学生实事求是的科学态度，建立了结果来源于实验的价值观()增加目镜中观察到的条纹个数必须要减小条纹间距，由公式xld可知B正确()由于第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则相邻两条暗条纹的中心间距xxn-1，单色光的波长xdlxdn-1l.()xdn-1l7.5610-30.30010-

10、34-11.20 m6.30107 m630 nm.答案：()B()xdn-1l()630练2解析：(1)为了获取单色的线光源，透镜后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线光源产生的光经过双缝产生干涉现象，因此，M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝，A正确(2)B位置的读数xB15 mm20.1 mm15.2 mm，所以x15.2-11.16 mm0.7 mm.答案：(1)A(2)15.20.7练3解析：(1)主尺读数为1 mm，可动刻度为19.00.01 mm.读数为1 mm19.00.01 mm1.190 mm，同理可得x2的读数为9.869 mm；(2)由xLd可知dx2-x15L(3)由公式yLd可知将双缝到屏距离增大，则屏上的干涉条纹的间距将变大答案：(1)1.190(1.1891.191)9.869(9.8689.870)(2)dx2-x15L(3)变大