高二物理课件 13.3 《实验：用双缝干涉测量光的波长》 （人教选修3-4）

欢迎进入物理课堂 双缝干涉图样的特点 例证1 2011 北京高考 如图所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝S时 在光屏P上观察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 A 增大S1与S2的间距B 减小双缝屏到光屏的距离C 将绿光换为红光D 将绿光换为紫光 解析 选C 双缝干涉的条纹间距公式 增大S1与S2的间距就是增大d 所以条纹间距变小 A错误 减小双缝屏到光屏的距离就是减小l 条纹间距减小 B错误 红光波长比绿光波长长 紫光波长比绿光波长短 所以将绿光换为红光可使条纹间距增大 C正确 D错误 实验的操作与数据处理 例证2 2011 潍坊高二检测 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 2mm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 700mm 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1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 16mm 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 x mm 这种色光的波长 nm 解析 1 由游标尺的读数规则可知x2 15 0 1 0 02 mm 15 02mm 2 图乙 a 中暗纹与图丙 a 中暗纹间的间隔为6个 故 x 2 31mm 由 x 可知 6 6 102nm 答案 1 15 02 2 2 316 6 102 一 选择题1 某同学在做双缝干涉实验时 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不一致 相差较大B 滤光片 单缝 双缝的中心在同一高度C 单缝与双缝不平行D 光源发出的光太强 解析 选A C 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 中心位置在遮光筒的轴线 单缝与双缝要互相平行才能使实验成功 当然还要使光源发出的光束不能太暗 据上述分析可知选项A C正确 2 2011 沈阳高二检测 做双缝干涉实验时 要增大屏上相邻亮条纹之间的距离 可以采取的措施是 A 减小双缝到屏的距离B 增大光的频率C 增大双缝之间的距离D 增大光的波长 解析 选D 由双缝干涉中条纹宽度的表达式 x 可知 增大条纹宽度 x 可以增大双缝到屏的距离l 减小双缝之间的距离d 或者增大光的波长 故A C错 D对 增大光的频率 则减小了光的波长 条纹宽度减小 故B错 3 2011 连云港高二检测 用单色光做双缝干涉实验 在光屏上某点P 从中央O点开始计数 P点恰为第三条亮纹 现改用频率较高的单色光照射 其他的条件不变 那么 A P处仍为第三条亮纹B P处可能是第四条亮纹C P处可能是第二条亮纹D 若将光屏向双缝移近一些 在P处可能看到第二条亮纹 解析 选B 频率高 则波长短 双缝到P点光程差不变 故A C错 B对 若将光屏向双缝移近一些 条纹间距变小 故D错 4 2011 赣州高二检测 某同学按实验装置安装好仪器后 观察光的干涉现象 获得成功 若他在此基础上对仪器的安装有如下改动 则仍能使实验成功的是 A 将遮光筒的光屏向靠近双缝的方向移动少许 其他不动B 将滤光片移至单缝和双缝之间 其他不动C 将单缝向双缝移动少许 其他不动D 将单缝与双缝的位置互换 其他不动 解析 选A B C 干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果 双缝后面的区域处处存在光 所以移动光屏 条纹仍然有 故A C对 将滤光片移至单缝和双缝之间 照到双缝上的光仍是振动情况完全一样的光源 故B对 将单缝与双缝的位置互换 失去了产生干涉的条件 故D错 5 2011 镇江高二检测 用单色光做双缝干涉实验 下列说法中正确的是 A 相邻干涉条纹之间距离相等B 中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍C 屏与双缝之间距离减小 则屏上条纹间的距离增大D 在实验装置不变的情况下 红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 解析 选A 由于干涉条纹间的距离 x 相邻干涉条纹之间的距离相等 因为 红 蓝 所以 x红 x蓝 双缝与屏之间的距离越大 干涉条纹间的距离越大 故A正确 B C D均错 二 非选择题6 某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象 其中A为单缝屏 B为双缝屏 整个装置位于一暗箱中 实验过程如下 1 该同学用一束太阳光照射A屏时 屏C上没有出现干涉条纹 移去B后 在屏上出现不等间距条纹 此条纹是由于 产生的 2 移去A后 遮住缝S1或缝S2中的任一个 C上均出现一窄亮斑 出现以上实验结果的主要原因是 解析 1 移去B后只剩下单缝 故发生单缝衍射形成条纹 故此条纹是由于光的衍射产生的 2 没有出现条纹而只出现一个窄亮斑 说明衍射现象不明显 故主要原因是双缝S1 S2太宽 答案 1 光的衍射 2 双缝S1 S2太宽 7 2011 长沙高二检测 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 调节分划板的位置 使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心 测量如图所示 此时螺旋测微器的读数是 mm 转动手轮 使分划线向一侧移动到另一条亮条纹中心位置 由螺旋测微器再读出一组数 若实验测得的4条亮条纹中心间的距离 x 0 960mm 已知双缝间距d 1 5mm 双缝到屏的距离l 100cm 则对应的光波波长为 cm 解析 根据螺旋测微器的读数规则 读数为1 180mm 根据公式解得 4 8 10 7m 4 8 10 5cm 答案 1 1804 8 10 5 8 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 使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮 按合理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 用米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 3 将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐 将该亮纹定为第1条亮纹 此时手轮上的示数如图乙所示 然后同方向转动测量头 使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐 记下此时图丙中手轮上的示数 mm 求得相邻亮纹的间距 x为 mm 4 已知双缝间距d为2 0 10 4m 测得双缝到屏的距离l为0 700m 由计算式 求得所测红光波长为 m 解析 1 该实验仪器放置的顺序 C E D B A 2 在安装时 应注意单缝与双缝平行 单缝与双缝竖直 3 图乙的读数是2 320mm 图丙的读数是13 870mm 则 x 2 310mm 4 由公式 x 得 x 代入数据解得 6 6 10 7m 答案 1 E D B 2 单缝与双缝平行单缝与双缝竖直 3 13 8702 310 4 x6 6 10 7 Thankyou 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全