（浙江选考）2020版高考物理一轮复习第11章机械振动机械波光电磁波实验16用双缝干涉测量光的波长学案.doc

1、1实验 16 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头) 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)测双缝到屏的距离 l 可用米尺测多次，取平均值。(4)测条纹间距 x 时，用测量头测出 n 条亮(暗)条纹间的距离 a，求出相邻的两条亮(暗)条纹间的距离 x 。an 1热点一 游标型测量头的读数游标卡尺2(1)游标卡尺的读数主尺读数游标尺读数。(2)游标卡尺的读数方法：“三看”第一看精确度第二看游标尺上的 0 刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端例如(如图 1 所示)图 1第三看游标尺的哪条(第 N 条)刻度线与主尺上的刻度线对齐【例 1】

2、如图 2 所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分、49 mm 长 50 等分，它们的读数依次为_mm，_mm，_mm。图 2解析 图 2 甲读数：整毫米是 17，不足 1 毫米数是 70.1 mm0.7 mm，最后结果是 17 mm0.7 mm17.7 mm。图 2 乙读数：整毫米是 23，不足 1 毫米数是 170.05 mm0.85 mm，最后结果是 23 mm0.85 mm23.85 mm。图 2 丙读数：整毫米是 3，不足 1 毫米数是 90.02 mm0.18 mm，最后结果是 3 mm0.18 mm3.18 mm。答案

3、 17.7 23.85 3.18热点二 实验原理和数据处理【例 2】 (20184 月浙江选考)(1)细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝和细丝，在光屏上形成的衍射图样如图 3中 a 和 b 所示。已知细丝的直径为 0.605 mm，细丝的直径为 1.000 mm。图中的_(填“a”或“b”)是细丝 的衍射图样。3图 3(2)小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图 4 所示，白炽灯发出的光经滤光片成为波长为 的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线的距离

4、为 h、与光屏的距离为 D，则条纹间距 x_。随后小明撤去平面镜，在单缝下方 A 处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上_(填“能”或“不能”)观察到干涉条纹。图 4解析 (1)衍射单缝越小，衍射越明显，条纹间距越大；衍射单缝越大，衍射越不明显，条纹间距越小，题图 a 的条纹间距小，对应的细线比较粗，题图 b 的条纹间距大，对应的细线比较细，因为 1.0000.605，所以选 a。(2)本题中，单缝在平面镜中的镜像，与原来的单缝共同构成一组双缝(如图)，所以双缝间距为 d2 h，故 x 。D2h不能，因为不符合发生干涉的条件。答案 (1)a (2) 不能D2h1.现有毛玻璃屏 A、双缝

5、 B、白光光源 C、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件，要把它们放在如图 5 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。4图 5(1)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，表示各光学元件的字母排列顺序应为 C、_、_、_、 A。(2)本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用刻度尺测量双缝到屏的距离；用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。在操作步骤时还应注意_和_。解析 (1)滤光片 E 可以从白光中选出单色红光

6、，单缝 D 是获取线光源，双缝 B 是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏 A 上。所以排列顺序为： C、 E、 D、 B、 A。(2)在操作步骤时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上。答案 (1) E D B (2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行 单缝、双缝间的距离要适当2.如图 6 所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，需要从标尺上读出某条亮纹的位置。图中所示的读数是_ mm。图 6若缝与缝间相距 d，双缝到屏间的距离为 L，相邻两个亮条纹中心的距离为 x，则光的波长表示为 _(字母表达式)，某同学

7、在两个亮条纹之间测量，测出以下结果，其他数据为： d0.20 mm， L700 mm，测量 x 的情况如图 7 所示，由此可计算出该光的波长为 _ m。图 7解析 从图 6 中可以看出，主尺示数为 5 mm，游标尺第 12 条刻线与主尺上的刻线对齐，5即游标尺示数为 120.02 mm0.24 mm，图中的游标卡尺的示数为 5 mm0.24 mm5.24 mm。由干涉条纹间距的计算公式： x ，解得光的波长表达式为 。由图 7 中Ld d xL可以求出条纹间距为 x mm1.96 mm，代入数据解得光的波长为 5.610 7 9.805m。答案 5.24 x 5.610 7dL3.在“用双缝干

8、涉测量单色光的波长”实验中，某同学准备的实验仪器包括以下元件：A.白炽灯；B.单缝；C.毛玻璃屏；D.双缝；E.遮光筒；F.红色滤光片；G.凸透镜(其中双缝和光屏连在遮光筒上)图 8(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A_EC。(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹对齐，并将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时 10 等分的游标卡尺位置如图 9 甲所示，其读数为_ mm，继续转动测量头，使分划板中心刻线与第 7 条亮纹中心对齐，此时游标卡尺位置如图乙所示，其读数为_ mm。图 9(3)若已知双缝间距为 0.2 mm，测得双缝到屏的距离为 70.00 cm，则所测红光波长为_。解析 (

9、1)该实验中各元件的作用分别是：A.白炽灯光源；B.单缝产生相干光；C.毛玻璃屏呈现能观察的像；D.双缝作为产生干涉现象的两个波源；E.遮光筒避免外界光线干扰，便于观察；F.红色滤光片将白炽灯的其他色光过滤掉，只剩下红光；G.凸透镜将光源的发散光束汇聚，产生放大的效果。所以正确的排列顺序是AGFBDEC。(2)甲图中游标尺上第 8 条线与主尺刻度对齐，读数为 19 mm 819.8 mm；乙图中1 mm10游标尺上第 3 条线与主尺刻度对齐，读数为 30 mm 330.3 mm。1 mm10(3)在双缝干涉现象中，条纹间距 x ，由(2)可知，条纹间距为 x ld 30.3 19.866mm1.75 mm，所以 x 1.75 mm0.0 005 mm510 7 m。dl 0.2 mm700 mm答案 (1)GFBD (2)19.8 30.3 (3)510 7 m