三維設(shè)計(jì)新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測光的波長張課件

圖實(shí)－15－1圖實(shí)－15－11三、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。四、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。如圖實(shí)－15－2所示。圖實(shí)－15－2三、實(shí)驗(yàn)器材圖實(shí)－15－22(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5～10cm，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)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。32．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。2．測定單色光的波長4(3)計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值。六、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)計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值。5(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)。七、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：①干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度。②誤認(rèn)為Δx為亮(暗)條紋的寬度。③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。④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。(3)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近。6實(shí)驗(yàn)原理與操作[例1]

(2013·太原模擬)(1)如圖實(shí)－15－3所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取_________________或__________________的方法。圖實(shí)－15－3實(shí)驗(yàn)原理與操作[例1](2013·太原模擬)(1)如圖實(shí)－7(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，讀下手輪的讀數(shù)如圖實(shí)－15－4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，讀下手輪的讀數(shù)如圖乙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是________mm。(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8圖實(shí)－15－4(4)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm、雙縫和光屏之間的距離是900mm，則待測光的波長是________m。(取三位有效數(shù)字)圖實(shí)－15－4(4)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm、9(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③。(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件10三維設(shè)計(jì)新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測光的波長張課件11[答案]

(1)濾光片單縫雙縫增加雙縫到光屏間的距離(或選用較長的遮光筒)減小雙縫之間的距離(2)②③

(3)1.610

(4)5.37×10－7[答案](1)濾光片單縫雙縫12[題組演練]1．如圖實(shí)－15－5所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以(

)A．增大S1與S2的間距B．減小雙縫屏到光屏的距離C．將綠光換為紅光

D．將綠光換為紫光圖實(shí)－15－5[題組演練]圖實(shí)－15－513答案：C

答案：C142．(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)－15－6)：圖實(shí)－15－6(1)下列說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的____________。(填選項(xiàng)前的字母)A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊2．(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(15(2)測量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖實(shí)－15－7，其示數(shù)為________mm。圖實(shí)－15－7(2)測量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖實(shí)－15－7，其示數(shù)16解析：(1)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，無需放上單縫和雙縫，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。(2)主尺的示數(shù)為1.5mm，可動(dòng)尺的示數(shù)為47.0×0.01mm＝0.470mm，總的示數(shù)為(1.5＋0.470)mm＝1.970mm答案：(1)A

(2)1.970解析：(1)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，無需17數(shù)據(jù)處理與誤差分析[例2]

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等光學(xué)元件，要把它們放在如圖實(shí)－15－8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。圖實(shí)－15－8數(shù)據(jù)處理與誤差分析[例2]現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源18(1)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有：①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；②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；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意___________和________。(1)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有：19(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖實(shí)－15－9甲所示，然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)如圖乙所示的手輪上的示數(shù)__________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為__________mm。圖實(shí)－15－9(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為20(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式λ＝__________，求得所測紅光波長為__________nm。[解析]

(1)單縫與雙縫的間距為5～10cm，使單縫與雙縫相互平行。(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距21三維設(shè)計(jì)新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測光的波長張課件22[題組演練]3．如圖實(shí)－15－10所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長為5.30×10－7m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10－7m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是________(選填“明條紋”或“暗條紋”)?，F(xiàn)改用波長為6.30×10－7m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將________(選填“變寬”“變窄”或“不變”)。圖實(shí)－15－10[題組演練]圖實(shí)－15－1023答案：暗條紋變寬答案：暗條紋變寬244．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的大小恰好是圖實(shí)－15－11中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，如圖丁所示；雙縫到毛玻璃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)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。4．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d25圖實(shí)－15－11圖實(shí)－15－1126答案：8×10－7m答案：8×10－7m275．用激光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，比普通光源效果更好，圖像更清晰。如果將感光元件置于光屏上，則不僅能在光屏上看到彩色條紋，還能通過感光元件中的信號(hào)轉(zhuǎn)換，在電腦上看到光強(qiáng)的分布情況。下列說法正確的是(

)圖實(shí)－15－125．用激光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，比普通光源圖實(shí)－1528A．當(dāng)做單縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示B．當(dāng)做單縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示C．當(dāng)做雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示D．當(dāng)做雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示解析：當(dāng)做單縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，中間是亮條紋，往兩側(cè)條紋亮度逐漸降低，且亮條紋的寬度不等，所以其光強(qiáng)分布圖如圖乙所示，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)做雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，在屏上呈現(xiàn)的是寬度相等的亮條紋，所以其光強(qiáng)分布圖如圖丙所示，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。答案：AD

章末驗(yàn)收評(píng)估見“階段驗(yàn)收評(píng)估（十二）”A．當(dāng)做單縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示章末驗(yàn)收評(píng)估見“階段驗(yàn)29圖實(shí)－15－1圖實(shí)－15－130三、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。四、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。如圖實(shí)－15－2所示。圖實(shí)－15－2三、實(shí)驗(yàn)器材圖實(shí)－15－231(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5～10cm，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)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。322．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。2．測定單色光的波長33(3)計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值。六、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)計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值。34(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)。七、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：①干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度。②誤認(rèn)為Δx為亮(暗)條紋的寬度。③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。④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。(3)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近。35實(shí)驗(yàn)原理與操作[例1]

(2013·太原模擬)(1)如圖實(shí)－15－3所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取_________________或__________________的方法。圖實(shí)－15－3實(shí)驗(yàn)原理與操作[例1](2013·太原模擬)(1)如圖實(shí)－36(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，讀下手輪的讀數(shù)如圖實(shí)－15－4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，讀下手輪的讀數(shù)如圖乙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是________mm。(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37圖實(shí)－15－4(4)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm、雙縫和光屏之間的距離是900mm，則待測光的波長是________m。(取三位有效數(shù)字)圖實(shí)－15－4(4)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm、38(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③。(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件39三維設(shè)計(jì)新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測光的波長張課件40[答案]

(1)濾光片單縫雙縫增加雙縫到光屏間的距離(或選用較長的遮光筒)減小雙縫之間的距離(2)②③

(3)1.610

(4)5.37×10－7[答案](1)濾光片單縫雙縫41[題組演練]1．如圖實(shí)－15－5所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以(

)A．增大S1與S2的間距B．減小雙縫屏到光屏的距離C．將綠光換為紅光

D．將綠光換為紫光圖實(shí)－15－5[題組演練]圖實(shí)－15－542答案：C

答案：C432．(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)－15－6)：圖實(shí)－15－6(1)下列說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的____________。(填選項(xiàng)前的字母)A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊2．(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(44(2)測量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖實(shí)－15－7，其示數(shù)為________mm。圖實(shí)－15－7(2)測量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖實(shí)－15－7，其示數(shù)45解析：(1)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，無需放上單縫和雙縫，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。(2)主尺的示數(shù)為1.5mm，可動(dòng)尺的示數(shù)為47.0×0.01mm＝0.470mm，總的示數(shù)為(1.5＋0.470)mm＝1.970mm答案：(1)A

(2)1.970解析：(1)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，無需46數(shù)據(jù)處理與誤差分析[例2]

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等光學(xué)元件，要把它們放在如圖實(shí)－15－8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。圖實(shí)－15－8數(shù)據(jù)處理與誤差分析[例2]現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源47(1)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有：①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；②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；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意___________和________。(1)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有：48(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖實(shí)－15－9甲所示，然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)如圖乙所示的手輪上的示數(shù)__________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為__________mm。圖實(shí)－15－9(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為49(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式λ＝__________，求得所測紅光波長為__________nm。[解析]

(1)單縫與雙縫的間距為5～10cm，使單縫與雙縫相互平行。(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距50三維設(shè)計(jì)新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測光的波長張課件51[題組演練]3．如圖實(shí)－15－10所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長為5.30×10－7m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10－7m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是________(選填“明條紋”或“暗條紋”)?，F(xiàn)改用波長為6.30×10－7m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)