（浙江专版）2019版高考物理大一轮复习 第十一章 机械振动 机械波 光 电磁波 实验18 用双缝干涉测量光的波长（同时练习使用测量头）学案

实验18用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)(加试)考纲解读(1)知道获得理想干涉条纹的实验要求。(2)知道测量头的使用方法，会测量明条纹的间距。(3)会用控制变量的方法，分别研究光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系。(4)会根据给出的波长表达式计算不同颜色的波长。附：测量头的构造及使用如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图乙所示，记下此时手轮上的读数。两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。实际测量时，要测出n条明纹(暗纹)的宽度，设为a，那么x。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。考点一实验操作及实验现象分析1.(多选)某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B.没有安装滤光片C.单缝与双缝不平行D.光源发生的光束太强解析安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功。当然还要使光源发出的光束不致太暗。综上所述，可知选项A、C正确。答案AC2.现有毛玻璃屏A、双缝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，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)EDB(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考点二实验数据处理1.如图所示，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。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的情况如图所示，由此可计算出该光的波长为：_ m。解析从图中可以看出，主尺示数为5 mm，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，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：。由图中可以求出条纹间距为：x mm1.96 mm，代入数据解得光的波长为：5.6107 m。答案5.24x5.61072.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x1与绿光的干涉条纹间距x2相比，x1_x2(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。答案0.33.(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的_相同。如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在_(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹。(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长5.89107 m，双缝间的距离d1 mm，双缝到屏的距离l2 m。第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L_。答案(1)频率C(2)1.178102 m4.在“用双缝干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)(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。(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(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 mm819.8 mm；乙图中游标尺上第3条线与主尺刻度对齐，读数为30 mm330.3 mm。(3)在双缝干涉现象中，条纹间距x，由(2)可知，条纹间距为x mm1.75 mm，所以x1.75 mm0.0 005 mm5107 m。答案(1)GFBD(2)19.830.3(3)5107 m5