高考物理复习 实验 21用双缝干涉测光的波长03

◎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．分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)条纹平行,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．
02 核心考点·探究突破
考点一 实验原理与操作
[例1] 某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验装置如图所 示．
间距公式Δx＝Ldλ，将双缝到屏距离增大，即L增大，则条纹间距变大．
第十三章 机械振动与机械波
光 电磁波与相对论
实验21 用双缝干涉测光的波长
01 主干回顾·强化根基
◎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Δx带来的误差 (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度． (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度． (3)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心． (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清．
B．仅旋转单缝
C．仅旋转双缝
D．仅Байду номын сангаас转测量头
(3)下列图示中条纹间距表示正确是___C__E___.
解析 (1)考查操作知识,左右拨动金属拨杆,可使单缝与双缝平行,增加光的透射, 可得到更加清晰的图样,选C．
(2)旋转测量头,可使刻度线与条纹平行,选D． (3)相邻的明或暗条纹间距等于相邻两明或暗条纹中心间的距离,故选CE.
解析 (1)题述现象是光的干涉现象，干涉现象是波特有的特征，所以说明激光 具有波动性．
(2)由游标卡尺的读数原理知第1个到第4个光点的距离是8.8 mm.由题意知b＝83.8 mm，a＝0.220 mm，L＝1.000 0 m，所以波长λ＝aLb≈6.5×10－7 m.
(3)蓝光波长小于红光波长，由λ＝aLb可得b＝Laλ，知相邻两光点间距离将变小．
[例4] 用双缝干涉测光的波长．实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝间的距 离L1＝100 mm,双缝与屏的距离L2＝600 mm,单缝宽d1＝0.10 mm,双缝间距d2＝0.20 mm.用观测头来测量光屏上干涉亮条纹中心间的距离．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屏上中心亮条纹一 侧的第1条亮纹的中心(如图乙所示),记下此时手轮上的读数为0.640 mm,转动测量头, 使分划板中心刻线对准中心亮条纹同侧的第7条亮纹的中心(如图丙所示),记下此时 手轮上的读数为________mm.由此可以1计0.2算95出这次实验中所测得的单色光的波长为 ____________m(结果保5留.4两×1位0－有7效数字)．在本实验中如果增大双缝与屏的距离,则 光屏上得到的条纹间距将________(填“增大”、“减增小大”或“不变”)．
解析 (1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确；(2)根据Δx
＝
l d
λ知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到光屏的距离l减小时，条
纹间距变窄．
考点二 实验数据处理
[例3] 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲所示,激光器发出 的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感 光片的位置上出现一排等距的亮点,图乙中的黑点代表亮点的中心位置．
[例2] 在观察光的双缝干涉现象的实验中： (1)将激光束照在如图所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是下图中的 ( A )
(2)换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽 度将____变__宽__；保持双缝间隙不变,减小双缝到光屏的距离,在光屏上观察到的条纹 宽度将______变__窄.(填“变宽”、“变窄”或“不变”)
(1)粗略调试后,出现了干涉图样,但不够清晰,以下调节做法正确的是
(C)
A．旋转测量头
B．上下拨动金属拨杆
C．左右拨动金属拨杆
D．前后拨动金属拨杆
(2)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分
划板竖线未对齐,如图所示,若要使两者对齐,该同学应如何调节________D.
A．仅左右转动透镜
解析 图丙中螺旋测微器的固定刻度读数为10.0 mm，可动刻度读数为0.01×
29.5 mm＝0.295 mm，所以最终读数为10.0＋0.295＝10.295 mm.
根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝
L d
λ得，λ＝
Δxd L
＝
dx2－x1 7－1L
＝
0.2×10－3×6×1600.209×5－100－.3640×10－3≈5.4×10－7 m.
甲
乙
(1)这个现象说明激光具有__波__动____性． (2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝间距离 为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则激光的波长λ ＝aLb.该同学测得L＝1.000 0 m、双缝间距a＝0.220 mm，用十分度游标卡尺测感光 片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图乙所示．图乙中第1个到第4个光点的距 离是___8_._8___mm，实验中激光的波长λ＝_6_.5_×__1_0_－__7 _m.(均保留两位有效数字) (3)如果实验时将红色激光换成蓝色激光，屏上相邻两光点间的距离将__变___小___.