高考物理一轮总复习 专题十二 实验十五 用双缝干涉测光的波长课件 新人教版

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资源描述
实 验 十 五 用 双 缝 干 涉 测 光 的 波 长 实 验 准 备 实 验 目 的1 了 解 光 波 产 生 稳 定 的 干 涉 现 象 的 条 件 2 观 察 白 光 和 单 色 光 的 双 缝 干 涉 图 样 3 测 定 单 色 光 的 波 长 实 验 原 理图S15-1 实 验 器 材双 缝 干 涉 仪 (由 光 具 座 、 光 源 、 滤 光 片 、 单 缝 、 双 缝 、 遮 光筒 、 毛 玻 璃 屏 、 测 量 头 组 成 ), 学 生 电 源 、 导 线 、 刻 度 尺 实 验 过 程 实 验 步 骤1 观 察 干 涉 条 纹遮 光 筒 毛 玻 璃 屏(1)将 光 源 、 _、 _依 次 安 放 在 光 具 座 上 , 如图 S15-2 所 示 图S15-2(2)接 好 光 源 , 打 开 开 关 , 使 灯 丝 正 常 发 光 (3)调 节 各 器 件 的 高 度 , 使 光 源 发 出 的 光 能 沿 _到 达光 屏 轴 线双 缝 单 缝轴 线 平 行(4)安 装 _ 和 _ , 中 心 大 致 位 于 遮 光 筒 的_上 , 使 双 缝 与 单 缝 的 缝 _, 二 者 间 距 约 5 10 cm,这 时 , 可 观 察 白 光 的 干 涉 条 纹 滤 光 片毛 玻 璃 屏(5)在 单 缝 和 光 源 间 放 上 _(6)用 刻 度 尺 测 量 双 缝 到 _的 距 离 L(d 是 已 知 的 )(7)重 复 测 量 2 测 定 单 色 光 的 波 长 干 涉 手 轮 上1(1)安 装 测 量 头 , 调 节 至 可 清 晰 观 察 到 _条 纹 (2)使 分 划 板 _对 齐 某 条 亮 条 纹 的 中 央 , 记 下 _的 读 数 a1, 将 该 条 纹 记 为 第 _条 亮 纹 ; 转 动 手 轮 , 使 分划 板 中 心 刻 线 移 动 至 另 一 亮 条 纹 的 _, 记 下 此 时 手 轮 上的 读 数 a2, 将 该 条 纹 记 为 第 _条 亮 纹 中 央n中 心 刻 线 数 据 处 理(1)条 纹 间 距 x _.观 察 单 色 光 的 干 涉 条 纹 (2)波 长 _.(3)计 算 多 组 数 据 , 求 的 平 均 值 实 验 分 析 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 x 带 来 的 误 差 . 干 涉 条 纹 没 有 调 整 到 最 清 晰 的 程 度 . 误 认 为 x 为 亮 (暗 )条 纹 的 宽 度 . 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 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 【 基 础 检 测 】(2015 年湖北八校联考)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)如 图 S15-3 中 甲 、 乙 两 图 所 示 都 是 光 的 条 纹 形 状 示 意 图 ,其 中 干 涉 图 样 是 _图S15-3甲 (2)将 下 表 中 的 光 学 元 件 放 在 图 S15-3 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 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 片件 代 号 ) CEDBA (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 S15-4 甲 所 示 , 分 划板 在 图 中 A位 置 时 游 标 卡 尺 如 图 乙 所 示 , 则 其 示 数 为 _mm;在 B 位 置 时 游 标 卡 尺 如 图 丙 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. 111.106.4 10 7图S15-4 考 点 1 实 验 操 作 及 实 验 现 象 分 析 重 点 归 纳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 典 例 剖 析例 1: 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 S15-5 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 图S15-5 (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,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 单 缝 和 双 缝 间 距 离(2)旋 转 单 缝 、 双 缝 时 , 必 须 使 缝 平 行要 适 当 【 考 点 练 透 】1 (2015 年山西太原模拟)(1)如 图 S15-6 所 示 , 在 “ 用 双缝 干 涉 测 光 的 波 长 ” 实 验 中 , 光 具 座 上 放 置 的 光 学 元 件 依 次 为 光 源 、 _、 _、 _、 遮 光 筒 、 光 屏 对 于 某 种 单 色 光 , 为 增 加 相 邻 亮 纹 (暗 纹 )间 的 距 离 ,可 采 取 _或 _的 方 法 图S15-6(2)如 果 将 灯 泡 换 成 激 光 光 源 , 该 实 验 照 样 可 以 完 成 , 这 时可 以 去 掉 的 部 件 是 _(填 数 字 代 号 ) (3)转 动 测 量 头 的 手 轮 , 使 分 划 板 中 心 刻 线 对 准 第 1 条 亮 条纹 , 读 下 手 轮 的 读 数 如 图 S15-7 甲 所 示 继 续 转 动 手 轮 , 使 分划 板 中 心 刻 线 对 准 第 10 条 亮 条 纹 , 读 下 手 轮 的 读 数 如 图 乙 所示 则 相 邻 两 亮 条 纹 的 间 距 是 _mm.图S15-7(4)如 果 已 经 量 得 双 缝 的 间 距 是 0.30 mm、 双 缝 和 光 屏 之 间的 距 离 是 900 mm, 则 待 测 光 的 波 长 是 _m (计 算 结 果保 留 三 位 有 效 数 字 ) 答 案 : (1)滤 光 片 单 缝 双 缝 增 加 双 缝 到 光 屏 间 的 距 离(或 选 用 较 长 的 遮 光 筒 ) 减 小 双 缝 之 间 的 距 离(2) (3)1.610 (4)5.37 10 7 考 点 2 数 据 处 理 与 误 差 分 析 典 例 剖 析例 2: (2015 年新课标卷 )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 缝到 屏 幕 的 距 离 为 1 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 : 0.3 【 考 点 练 透 】2 (2015 年福建厦门联考)在 “ 用 双 缝 干 涉 测 光 的 波 长 ” 的实 验 中 , 实 验 装 置 如 图 S15-8 所 示 图S15-8 (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 :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 关以 上 几 点 中 , 你 认 为 正 确 的 是 _ (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 S15-9 甲 所 示 , 该 读 数 为 _mm.图S15-9(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x 时 , 测 量 值 _实 际 值 (填 “ 大 于 ” “ 小 于 ” 或 “ 等 于 ” ) 答 案 : (1)滤 光 片 单 缝 双 缝 增 加 双 缝 到 光 屏 间 的 距 离(或 选 用 较 长 的 遮 光 筒 ) 减 小 双 缝 之 间 的 距 离(2) (3)1.610 (4)5.37 10 7
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