版高三物理一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)大綱版省公開(kāi)課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

試驗(yàn)十九雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)1共34頁(yè)1/34基礎(chǔ)知識(shí)2共34頁(yè)2/34(一)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo):經(jīng)過(guò)本試驗(yàn),我們能夠了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象條件,觀察白光及單色光雙縫干涉圖樣,并測(cè)定單色光波長(zhǎng).(二)試驗(yàn)裝置及器材:試驗(yàn)裝置采取雙縫干涉儀,它由各部分光學(xué)元件在光具座上組成,如圖所表示.

3共34頁(yè)3/344共34頁(yè)4/34(三)試驗(yàn)原理:

依據(jù)公式λ=可計(jì)算波長(zhǎng).雙縫間距離d是已知,雙縫到屏距離l能夠用米尺測(cè)出,相鄰兩條亮(暗)紋間距離Δx用測(cè)量頭(如圖所表示)測(cè)出5共34頁(yè)5/34(四)試驗(yàn)步驟:1.測(cè)量時(shí),應(yīng)使分劃板中心刻線對(duì)齊條紋中心(如圖所表示),記下此時(shí)手輪上讀數(shù).6共34頁(yè)6/342.轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線對(duì)齊另一條紋中心,記下此時(shí)手輪上讀數(shù).3.兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間距離.4.測(cè)出n條亮(暗)紋間距離a,則相鄰兩條亮(暗)紋間距離Δx=a/(n-1)換用不一樣顏色濾光片,觀察干涉條紋間距離有什么改變,并求出對(duì)應(yīng)波長(zhǎng).7共34頁(yè)7/348共34頁(yè)8/34解題技法9共34頁(yè)9/34一? 試驗(yàn)注意事項(xiàng)

技法講解

為了減小試驗(yàn)測(cè)量偶然誤差,測(cè)條紋間距Δx時(shí),用測(cè)量頭測(cè)出n條亮(暗)紋間距離a,求出相鄰兩條明(暗)紋間距離Δx=.測(cè)量方法以下:如圖所表示,轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭上手輪把分劃板上中心刻線對(duì)準(zhǔn)視場(chǎng)左邊某一條亮(暗)紋中心,記下此時(shí)手輪上讀數(shù)x0(有些干涉儀上是游標(biāo)卡尺讀數(shù)),然后再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,把分劃板向右移動(dòng),使中心刻線對(duì)齊第n條亮紋中心,記下此時(shí)手輪上讀數(shù)xb,則有:

a=xb-x0,Δx=10共34頁(yè)10/3411共34頁(yè)11/34典例剖析【例1】用某種單色光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí),已知雙縫間距離d=0.20mm,雙縫到毛玻璃屏間距離為L(zhǎng)=75.0cm,如圖(a)所表示,試驗(yàn)時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)如圖(b)所表示測(cè)量頭上手輪,使與卡尺游標(biāo)相連分劃線對(duì)準(zhǔn)如圖(c)所表示第1條明條紋,此時(shí)卡尺主尺和游標(biāo)位置如圖(e)所表示,則游標(biāo)尺上讀數(shù)x1=________________mm,然后再轉(zhuǎn)動(dòng),直到對(duì)準(zhǔn)第5條明條紋,如圖(d)所表示,此時(shí)卡尺主尺和游標(biāo)位置如圖(f)所表示,則游標(biāo)卡尺上讀數(shù)x2=________________mm,由以上已知數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù),則該單色光波長(zhǎng)是________________mm.12共34頁(yè)12/3413共34頁(yè)13/34[答案]0.29.66.3×10-414共34頁(yè)14/34二? 試驗(yàn)裝置怎樣調(diào)整技法講解“用雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)”試驗(yàn)中,試驗(yàn)裝置調(diào)整是做好試驗(yàn)前提條件,所以要仔細(xì)調(diào)整.詳細(xì)做法是:(1)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整光源?單縫?雙縫和光屏?目鏡或測(cè)量頭共軸,單縫和雙縫安裝時(shí)應(yīng)呈豎直方向且相互平行,遮光筒軸線要與光具座導(dǎo)軌平行,若不共軸或單縫與雙縫不平行則會(huì)引發(fā)干涉條紋亮度小?不清楚,不便觀察和測(cè)量.15共34頁(yè)15/34(2)分劃板上刻線應(yīng)與干涉條紋亮(暗)線平行,不然會(huì)增大測(cè)量結(jié)果誤差.(3)雙縫?測(cè)量頭及接長(zhǎng)管安裝到遮光筒上時(shí)要裝到底,使各部件定位面緊密吻合.不然影響測(cè)量結(jié)果.16共34頁(yè)16/34典例剖析【例2】在“用雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)”試驗(yàn)中(1)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源,對(duì)試驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)整并觀察了試驗(yàn)現(xiàn)象后,總結(jié)出以下幾點(diǎn):a.燈絲與單縫和雙縫必須平行放置b.干涉條紋與雙縫垂直c.干涉條紋疏密程度與單縫寬度相關(guān)d.干涉條紋間距與光波長(zhǎng)相關(guān)以上幾點(diǎn)中,你認(rèn)為正確是________________;a、d17共34頁(yè)17/34

(2)假如測(cè)量頭中分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上,如圖所表示,則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉條紋間距Δx時(shí),測(cè)量值________________試驗(yàn)值.(填“大于”“小于”或“等于”)大于18共34頁(yè)18/34

[解析](1)為了取得清楚干涉條紋,a正確.由干涉現(xiàn)象可知干涉條紋與雙縫平行,b錯(cuò)誤.干涉條紋疏密程度與光波長(zhǎng)λ,雙縫到屏距離L,雙縫間距d相關(guān),c錯(cuò)d正確.

(2)若中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上,測(cè)n條亮紋間距離就會(huì)比真實(shí)值偏大,條紋間距Δx=就會(huì)偏大.19共34頁(yè)19/34隨堂·訓(xùn)練20共34頁(yè)20/341.在雙縫干涉試驗(yàn)中,設(shè)單縫寬度為h,雙縫距離為d,雙縫與屏距離為l,當(dāng)采取以下四組數(shù)據(jù)中哪一組時(shí),可在光屏上觀察到清楚可辨干涉條紋()A.h=1cm,d=0.1mm,l=1mB.h=1mm,d=0.1mm,l=10cmC.h=1mm,d=10cm,l=1mD.h=1mm,d=0.1mm,l=1m21共34頁(yè)21/34解析:在雙縫干涉試驗(yàn)中,要得到清楚干涉條紋,由Δx=λ可知,必須滿足單縫寬度和雙縫之間距離都很小,雙縫到屏距離足夠大,故正確選項(xiàng)為D.答案:D22共34頁(yè)22/342.分別用紅光和紫光在同一裝置上進(jìn)行雙縫干涉試驗(yàn),在屏上得到相鄰明條紋間距離分別為Δx1和Δx2,則()A.Δx1<Δx2B.Δx1>Δx2C.若雙縫間距離d減小,而其它條件保持不變,則Δx1增加D.若雙縫間距離d減小,而其它條件保持不變,則Δx1不變23共34頁(yè)23/34解析:在雙縫干涉試驗(yàn)中,相鄰兩條明條紋之間距離

Δx=λ,∵λ紅>λ綠,∴Δx1>Δx2,

故B選項(xiàng)正確,A選項(xiàng)錯(cuò)誤.

又由Δx=λ可知,在l、λ一定條件下,d越小Δx越大,故C選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:BC24共34頁(yè)24/343.用單色光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí),在屏上觀察到明?暗相間干涉條紋,假如用波長(zhǎng)不一樣單色光分別照射到同一雙縫時(shí),則觀察到條紋間距是()A.波長(zhǎng)大單色光相鄰干涉條紋間距離較大B.波長(zhǎng)小單色光相鄰干涉條紋間距離較大C.相鄰兩條明條紋間距離大小與單色光波長(zhǎng)無(wú)關(guān)D.由同一單色光形成同一干涉圖樣上,相鄰明條紋(或暗條紋)之間距離是相等答案:AD25共34頁(yè)25/344.在雙縫干涉試驗(yàn)中,用黃色光得到一個(gè)干涉圖樣.若要使干涉條紋間距變寬,能夠采取方法是()A.換用綠色濾光片B.換用紅色濾光片C.使光源發(fā)出光更強(qiáng)一些D.使光屏向雙縫靠近一些E.使雙縫間距離變小些答案:BE26共34頁(yè)26/345.用雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)試驗(yàn)裝置如圖所表示,已知單縫與雙縫間距離L1=100mm,雙縫與屏距離L2=700mm,雙縫間距d=0.25mm,用測(cè)量頭來(lái)測(cè)量亮紋中心距離,測(cè)量頭由分劃板?目鏡?手輪等組成,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板左右移動(dòng),讓分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)亮紋中心(如圖所表示),記下此時(shí)手輪上讀數(shù),轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻度線對(duì)準(zhǔn)另一條亮紋中心,記下此時(shí)手輪上讀數(shù).27共34頁(yè)27/3428共34頁(yè)28/34

(1)若試驗(yàn)過(guò)程中分劃板中心刻線分別對(duì)準(zhǔn)第1條和第4條亮紋中心時(shí),手輪上讀數(shù)如圖(甲)和(乙)所表示,則對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)x1=________mm,對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)x2=________mm;

(2)寫(xiě)出計(jì)算波長(zhǎng)λ表示式為_(kāi)_______(用符號(hào)表示),計(jì)算值λ=________nm.2.1907.868

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29共34頁(yè)29/3430共34頁(yè)30/34點(diǎn)評(píng):本題綜合考查學(xué)生對(duì)試驗(yàn)原理應(yīng)用和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力.注意手輪讀數(shù)方法和對(duì)λ=表示式中各物理量了解,學(xué)會(huì)依據(jù)提供信息建立物理量間聯(lián)絡(luò).31共34頁(yè)31/346.如圖所表示,在“用雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)”試驗(yàn)中,光具座上放置光學(xué)元件依次為①________________?②濾光片?③________________?④________________?⑤遮光筒?⑥光屏.對(duì)于某種單色光,為減小相鄰亮紋(暗紋)間距離,可采取__________________或____________________方法.光源單縫雙縫增大雙縫間距離減小雙縫到屏距離32共34頁(yè)32/347.如圖所表示,某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)”試驗(yàn)時(shí),第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)(圖1),游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖(3)所表示,第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)(