1、第十三章 光 电磁波 相对论实验十五用双缝干涉测光的波长一、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测定单色光的波长二、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)，另外还有学生电源、导线、刻度尺.突破考点02突破考点01综合能力测试高考真题 突破考点01 实验原理与操作【典例1】(1)如图所示，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(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
2、件是_(填数字代号)谨记 考查实验原理的分析由于激光是相干光源.故可以去掉的部件是.(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.(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(取三位有效数字)【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)5.371071(多选)利用下图所示装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是()A将
3、屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄解析：由条纹间距公式 xld，d 指双缝间距离，l 指双缝到屏的距离，可知：A 项中 l 减小，x 变小；B 项中 变大，x 变大；D 项中 d 变大，x 变小故 A、B、D 正确答案：ABD2在“用双缝干涉测光的波长”实验中：(1)实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，现准备了下列仪器：A.光源，B.双缝片，C.单缝片，D.滤光片，E.毛玻璃(其中双缝片和光屏连在遮光筒上)把以上仪器安装在光具座上时，正确
4、的排列顺序是_(2)(多选)关于本实验，正确的说法是()A实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大D测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数解析：(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确顺序为：光源、滤光片、单缝、双缝、光屏，或把它们全部倒过来，因此，答案为 ADCBE 或 EBCDA.(2)
5、实验时应使光源、单缝、双缝的中心位于遮光筒的轴线上，且使单缝与双缝平行，A 正确白光的干涉图样是彩色条纹，中央为白色亮纹，在第一级亮条纹中红色在最外侧，B 错由xld 得红条纹的间距大于绿条纹间距，C 正确为了减少误差，应使分划板的中心刻线对齐条纹中心再读数，D 正确答案：(1)ADCBE 或 EBCDA(2)ACD3在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图)：(1)下列说法哪一个是错误的_(填选项前的字母)A调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C为了减少测量误差，可用测微目镜测出 n 条亮纹
6、间的距离 a，求出相邻两条亮纹间距 xa/(n1)(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如下图，其示数为_mm.解析：(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，无需放上单缝和双缝，选项 A 错误(2)主尺的示数为 1.5 mm，可动尺的示数为 47.00.01 mm0.470 mm，总的示数为(1.50.470)mm1.970 mm.答案：(1)A(2)1.970 突破考点02 数据处理与误差分析【典例 2】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)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_ 谨记 考查双缝干涉图样的分析1干涉图样应为条纹间距和宽度相
7、同.2衍射图样为条纹宽度不等，中央最宽.(2)将下表中的光学元件放在图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元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源 单缝透红光的滤光片将白光光源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_(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d0.50 mm，双缝到光屏的距离L0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图甲所示，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.谨记 考查实验原理及器材的选
8、择光源发出的白光，各种频率的光都有，加上E后通过的只有红光了，变成单色光，加上D和B，就得到两列频率相同、步调一致的相干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为CEDBA.(3)已知该装置中双缝间距d0.50 mm，双缝到光屏的距离L0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图甲所示，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.【答案】(1)甲(2)CEDBA(3)111.10 6.51074在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行
9、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，手轮上的示数如图甲所示，读数为_mm.(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”)解析：(1)为了获得清晰的干涉条纹，A正确由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行，B错误干涉条纹的疏密x ld与单缝宽度无关，C错误，D正确(2)手轮的读数为(0.5 mm20.
10、00.01 mm)0.700 mm.(3)条纹与分划板不平行时，实际值x实x测cos，为条纹与分划板间的夹角，故x实x测答案：(1)AD(2)0.700(3)大于5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)本实验的实验步骤有：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_(2)将测量头的分划板
11、中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，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，记下此时如图乙所示的手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距x为_mm.(3)已知双缝间距d为2.0104 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式_，求得所测红光波长为_nm.解析：(1)单缝与双缝的间距为510 cm，使单缝与双缝相互平行(2)图甲的读数为2.320 mm，图乙的读数为13.870 mm，x13.8702.32061 mm2.310 mm.(3)由xld可得：dlx可求出2.01040.7002.310106 nm6.6102 nm.答案：(1)单缝与双缝的间距为510 cm 使单缝与双缝相互平行(2)13.870 2.310(3)dlx 6.6102温示提馨请 做：高考真题（点击进入）温示提馨请 做：综合能力测试十三（点击进入）