2019届高考物理课标通用一轮复习课件：第十四章 实验十六 用双缝干涉测光的波长 精品

解析：(1)由游标尺的读数规则可知：x2＝(15.0＋1×0.02)mm ＝15.02 mm。 (2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为 6 个，故 Δx ＝x2－6 x1＝2.31 mm；由 Δx＝dl λ 可知 λ＝d·Δl x＝660 nm。 答案：(1)15.色光源后面要有滤光片、单缝、双
缝。所以各光学元件的字母排列顺序应为 C、E、D、B、A。
(2)测第 6 条亮条纹时，测量头固定刻度读数为 13.5 mm，可动刻度
读数为 0.01×37.0 mm＝0.370 mm，所以最终读数为 13.870 mm。
(3)双缝干涉条纹的间距公式 Δx＝Ldλ，又 Δx＝x2－5 x1，所以 λ＝
解析：(1)由 Δx＝dl λ 可知双缝间隙 d 越小，屏上明暗相间的条 纹间距 Δx 越大。 (2)由 Δx＝dl λ 可知，光屏到双缝的距离 l 越大，明暗相间的条 纹间距 Δx 越大。 (3)由 Δx＝dl λ 可知，因蓝色光的波长比红色光的波长小，故用 蓝色光做实验时的条纹间距比用红色光做实验时小。 (4)屏上 P 点距双缝 S1 和 S2 的路程差为所用激光的波长的 3.5 倍，所以 P 点应出现暗条纹。 答案：(1)越大 (2)越大 (3)小 (4)暗条纹
[集训冲关] 1．在观察光的双缝干涉现象的实验中：
(1)将激光束照在如图乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现 象是图甲中的________。
(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________；保持双缝间隙不变，减 小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将 ________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
4．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要 求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距 d＝0.2 mm 的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 l ＝700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有 50 个分度。某 同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干 涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编 号，此时图乙(b)中游标尺上的读数 x1＝1.16 mm；接着再转动 手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标 尺上的读数 x2＝________ mm。 (2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距 离 Δx＝______ mm；这种色光的波长 λ＝______ nm。
[解析] (1)为了获得清晰的干涉的亮条纹，A 正确；干 涉条纹与双缝平行，B 错误；干涉条纹的间距 Δx＝dl λ 与单缝 宽度无关，C 错误，D 正确。
(2)手轮的读数为 0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm。 (3)条纹与分划板不平行时，实际值 Δx 实＝Δx 测 cos θ，θ 为条纹与分划板间的夹角，故 Δx 实<Δx 测。 [答案] (1)AD (2)0.700 (3)大于
[答案] (1)甲 (2)CEDBA (3)111.10 5.4×10－7
[集训冲关] 3．(2015·全国卷Ⅰ)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激
光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距 Δx1 与绿光的干涉条纹间距 Δx2 相比，Δx1________Δx2(填 “>”“＝”或“<”)。若实验中红光的波长为 630 nm，双缝与屏 幕的距离为 1.00 m，测得第 1 条到第 6 条亮条纹中心间的距 离为 10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm。 解析：由公式 Δx＝Ldλ 可知，Δx1＞Δx2。相邻亮条纹之间的距 离为 Δx＝105.5 mm＝2.1 mm，双缝间的距离 d＝ΔLxλ，代入数 据得 d＝0.300 mm。 答案：> 0.300
x2－x1d，测第 5L
1
条亮条纹时，测量头固定刻度读数为
2
mm，可
动刻度读数为 0.01×32.0 mm＝0.320 mm，所以最终读数为 2.320
mm。Δx＝x2－5 x1＝13.8705－2.320 mm＝2.310 mm。所以计算式 λ
＝ΔLxd＝2.31×100－.730×02×10－4 m＝660 nm。 答案：(1)E D B (2)13.870 (3)x2－5Lx1d 660
实验十六 用双缝干涉测光的波长
突破点(一) 实验原理与操作
[例 1] 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装 置如图所示。
(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观
察了实验现象后，总结出以下几点，正确的是
()
A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置
B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
D．干涉条纹的间距与光的波长有关
(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手 轮上的示数如图甲所示，该读数为________ mm。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方 向上，如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距 Δx 时，测量值________实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)
“阶段综合检测”见“阶段综合检测（五）” 普通高中适用作业
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元件代号 A
B
C
D
E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左 至右，表示各光学元件的排列顺序应为________。(填写元件代号)
(3)已知该装置中双缝间距 d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离 L＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图(a)所示，分划板在图 中 A 位置时游标卡尺如图(b)所示，则其示数为________mm； 在 B 位置时游标卡尺如图(c)所示。由以上所测数据可以得出形 成此干涉图样的单色光的波长为________m。
5．(2018·德州模拟)现有：A 毛玻璃屏、B 双缝、C 白光光源、D 单缝、E 透红光的滤光片等光学元件。要把它们放在如图甲所 示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
(1)将白光光源 C 放在光具座的最左端，依次放置其它光学元 件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序为 C、 ________、________、________、A。
突破点(二) 数据处理与误差分析
[例 2] (2018·湖北八校联考)在“用双缝干涉测光的波长” 的实验中，请按照题目要求回答下列问题。
(1)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样 是________。
(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用 双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮 条纹定为第一条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示，记为 x1。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第六条亮条纹 中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，记为 x2。则 x2＝ ________mm。 (3)已知双缝间距 d 为 2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离 L 为 0.700 m， 由 计 算 式 λ＝ __________ ， 求 得 所 测 红 光 波长 为 ________nm。(公式要求按题目所给具体符号填写，计算结果保 留整数，1 nm＝10－9 m)
[解析] (1)题图甲中的条纹间距和亮度相同，是干涉图样，图 乙是衍射图样。
(2)光源发出的白光，各种频率都有，加上 E 后通过的只有红光 了，变成单色光，加上 D 和 B，就得到两列频率相同、步调一致的相 干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为 CEDBA。
(3)A 位置的示数为 111.10 mm，B 位置的示数为 115.45 mm， 题图(a)中 A、B 之间的距离为(115.45－111.10)mm＝4.35 mm，则 相邻条纹的间距为 Δx＝4.835 mm，再根据公式 Δx＝Ldλ，代入数据 得波长为 5.4×10－7 m。
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＝dl λ 知，双缝间的距离 d 减小时，条纹间距变宽； 当双缝到屏的距离 l 减小时，条纹间距变窄。 答案：(1)A (2)变宽 变窄
2.在“观察光的干涉现象”的实验中，将两片刀 片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同 间隙的双缝；按如图所示的方法，让激光束通 过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象。 (1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙 越小，屏上明暗相间的条纹间距____(填“越大”或“越小”)。 (2)保持双缝的间隙不变，光屏到双缝的距离越大，屏上明暗相间 的条纹间距________(填“越大”或“越小”)。 (3)在双缝间的距离和双缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜 色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距 比用红色光做实验时________(填“大”或“小”)。 (4)在该实验中，若所用激光的波长为 5.300×10－7 m，屏上 P 点 距双缝 S1 和 S2 的路程差为 1.855×10－6 m，则在这里出现的应是 ________(填“亮条纹”或“暗条纹”)。