（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第85課時 用雙縫干涉測光的波長（實驗增分課）講義（含解析）

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1、（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第85課時 用雙縫干涉測光的波長（實驗增分課）講義（含解析）一、實驗?zāi)康?了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件。2觀察白光和單色光的雙縫干涉圖樣。3測定單色光的波長。二、實驗原理單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)條紋間的距離x與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長之間滿足x。三、實驗器材雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭組成)，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺。謹(jǐn)記部分器材用途濾光片提供單色光單縫提供光線穩(wěn)定的光源雙縫提供相干光測量頭測定條紋間距四、實驗步驟1安裝儀器、觀察

2、干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安裝在光具座上，如圖所示。 (2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿遮光筒的軸線到屏。(4)安裝雙縫和單縫，使縫的中點大致位于遮光筒的軸線上，且雙縫與單縫相互平行，二者間距約510 cm，這時，可觀察白光的干涉條紋。(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。2測定單色光的波長(1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可觀察到清晰的干涉條紋。(2)使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記

3、為第n條亮條紋。(3)用刻度尺測量雙縫到屏的距離l(d是已知的)。(4)重復(fù)測量。五、數(shù)據(jù)處理1條紋間距x。2波長x。3計算多組數(shù)據(jù)，求的平均值。六、誤差分析1雙縫到屏的距離l的測量存在誤差。2測條紋間距x帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度。(2)誤認(rèn)為x為亮(暗)條紋的寬度。(3)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。(4)測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清。七、注意事項1雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)。2安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)。3光源燈絲最好為

4、線狀燈絲，并與單縫平行且靠近。4照在屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、遮光筒不共軸所致；干涉條紋不清晰的一般原因是單縫與雙縫不平行，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)。1利用雙縫干涉測定光的波長實驗中，雙縫間距d0.5 mm，雙縫與光屏間距離L0.5 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉圖樣如圖1所示，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖2所示，則圖中A位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_m，B位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_m，單色光的波長為_m。解析：題圖2所示游標(biāo)卡尺的精確度為0.1 mm，故A位置讀數(shù)為11 mm0.12 mm11.2 mm1.12102 m；B位置讀數(shù)為15 mm0.17 mm15.7 mm1.57102

5、 m；故x m6.4104 m；由x可得x m6.4107 m。答案：1.121021.571026.41072用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫的距離L160 mm，雙縫與光屏的距離L2700 mm，單縫寬d10.10 mm，雙縫間距d20.25 mm。(1)分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第4條亮條紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖乙所示，則對準(zhǔn)第1條時讀數(shù)x1_mm，對準(zhǔn)第4條時讀數(shù)x2_mm，相鄰兩條亮條紋間的距離x_mm。(2)本實驗中計算波長的公式_，求得的波長是_nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。解析：(1)對準(zhǔn)第1條時讀數(shù)x1(20.0119.0)mm2.190 m

6、m，對準(zhǔn)第4條時讀數(shù)x2(7.50.0136.9)mm7.869 mm，相鄰兩條亮條紋間的距離x1.893 mm。(2)由條紋間距公式x可得，本實驗中x，波長1.893103 m6.76107 m676 nm。答案：(1)2.1907.8691.893(2)x6763現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和紅色濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A。(2)本實驗的操作步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒

7、軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮條紋間的距離。在操作步驟時還應(yīng)注意_和_。(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，此時圖乙所示手輪上的示數(shù)為_mm，求得相鄰亮條紋的間距x為_mm。(4)已知雙縫間距d2.0104 m，測得雙縫到屏的距離l0.700 m，由計算公式_，求得所測紅光波長為_mm。解析：(1)雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序為光源、濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應(yīng)填：E、D、B。(2)單縫與雙縫的間距為510 cm，使單縫與雙縫相互平行。(3)題圖甲的讀數(shù)為2.320 mm，題圖乙的讀數(shù)為13.870 mm，x mm2.310 mm。(4)由x可得x，可求出2.310 mm6.6104 mm。答案：(1)E、D、B(2)單縫與雙縫的間距為510 cm使單縫與雙縫相互平行(3)13.8702.310(4)x6.6104本實驗常考雙縫干涉儀器的安裝、實驗步驟及注意事項、x的測量和光的波長的計算。安裝實驗儀器要注意各種元件的安放順序，實驗步驟中需要牢記注意事項，另外還要準(zhǔn)確掌握x的測量方法和的計算方法。