（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第4節(jié) 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)學(xué)案（含解析）.doc

第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?理解雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理。2觀察雙縫干涉圖樣，掌握實(shí)驗(yàn)方法。3測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。二、實(shí)驗(yàn)原理相鄰兩條亮條紋間距x與入射光波長(zhǎng)，雙縫S1、S2間距d及雙縫與屏的距離l滿足關(guān)系式為：x。 三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀、光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、濾光片、單縫、 雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭、刻度尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟1安裝儀器(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。 (2)接好光源，打開開關(guān)，調(diào)節(jié)各部件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿遮光筒軸線到達(dá)光屏。(3)安裝單縫和雙縫，注意使雙縫和單縫的縫平行，并盡量使它們的中心位于遮光筒的軸線上。2觀察與記錄(1)調(diào)整單縫與雙縫間距為幾厘米時(shí)，觀察白光的干涉條紋。(2)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。(3)調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻度線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的刻度數(shù)a2，則相鄰兩條紋間的距離x。(4)換用不同的濾光片，測(cè)量其他色光的波長(zhǎng)。五、數(shù)據(jù)處理用刻度尺測(cè)量出雙縫到光屏間的距離l，由公式x得x計(jì)算波長(zhǎng)，重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長(zhǎng)的平均值?；A(chǔ)考法1在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，正確的是_。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干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D干涉條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)(2)當(dāng)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線對(duì)齊某條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為_ mm。(3)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示。則在這種情況下測(cè)量干涉條紋的間距x時(shí)，測(cè)量值_實(shí)際值。(選填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)為了獲得清晰的干涉的亮條紋，A正確；干涉條紋與雙縫平行，B錯(cuò)誤；干涉條紋的間距x與單縫寬度無關(guān)，與光的波長(zhǎng)有關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確。(2)手輪的讀數(shù)為0.5 mm20.00.01 mm0.700 mm。(3)條紋與分劃板不平行時(shí)，實(shí)際值x實(shí)x測(cè)cos ，為條紋與分劃板間的夾角，故x實(shí)<x測(cè)。答案：(1)AD(2)0.700(3)大于2在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中：(1)將激光束照在如圖乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的_。(2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將_；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將_(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)。解析：(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A圖正確。(2)根據(jù)x知，雙縫間的距離d減小時(shí)，條紋間距變寬；當(dāng)雙縫到屏的距離l減小時(shí)，條紋間距變窄。答案：(1)A(2)變寬變窄3(2015全國卷)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條紋間距x2相比，x1_x2(選填“>”“”或“<”)。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630 nm，雙縫與屏幕的距離為1.00 m，測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，則雙縫之間的距離為_mm。解析：由公式x可知，x1x2。相鄰亮條紋之間的距離為x mm2.1 mm，雙縫間的距離d，代入數(shù)據(jù)得d0.300 mm。答案：>0.3004在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖甲所示，并選用縫間距d0.2 mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離l700 mm。然后，接通電源使光源正常工作。(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x11.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時(shí)圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2_ mm。(2)利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離x_ mm；這種色光的波長(zhǎng)_ nm。解析：(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x2(15.010.02)mm15.02 mm。(2)題圖乙(a)中暗紋與題圖丙(a)中暗紋間的間隔為6個(gè)，故x2.31 mm；由x可知660 nm。答案：(1)15.02(2)2.31660