第四章 第21讲 实验：用双缝干涉测量光的波长-【考点同步解读】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版）

/第四章)光引 第21讲 实验：用双缝干涉测量光的波长 高考要求学业标准·新折分祈 ·考点分布 学科素养 ·命题趋势 1.用双缝干涉测量光的波长.（★★） 高考对本讲的考查热点为仪器的 科学思维 摆放次序以及调节、测量头上的示数读 科学探究 取、波长的计算等，一般以填空题的形 2.用光传感器做双缝干涉实验 式出现，难度较小，分值为4一6分. 第 考点分类考点透析·典例刘祈 考点1 实验：用双缝干涉测量光的波长 5年3考+ 第 核心总结 误差分析… 一、实验目的 本实验为测量性实验，因 1.了解光波产生稳定干涉图样的条件 此应尽一切办法减少有关测 2.观察白光及单色光的双缝干涉图样. 量的误差。 3.掌握用公式△x=入测定波长的方法， 1.双缝到屏的距离【的 测量误差 4,会用测量头测量条纹间距离 因本实验中双缝到屏的 二、实验原理 距离非常长，！的测量误差不 1.测量原理 太大，但也应选用毫米刻度尺 测量，并用多次测量求平均值 由公式△x一7入可知，在双缝干涉实验中，是双缝间距， 的办法减小相对误差 是已知的：！是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相 2.测条纹间距△x带来的 邻两明条纹（或相邻两暗条纹）中心间距△x,即可由公式入 误差 号△计算出人射光波长的大小 (1)千涉条纹没有调到最 清晰的程度 2.条纹间距△x的测定 (2)分划板刻线与干涉条 如图21-1甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测 纹不平行，中心刻线没有拾好 量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后 位于条纹中心， (3)测量多条亮条纹间距 转动手轮，使分划板向左（向右）移动至分划板的中心刻线与条 时读数不准确。 纹的中心对齐，如图21-1乙所示，记下此时读数，再转动手轮， 用同样的方法测出n个亮纹间的距离α，即可求出相邻两亮纹 间的距离△x一m二了 201 考点同步解读〉高中物理选棒性必修第一册R」多 ☆注意事项… 1.单缝、双缝应相互平行， 其中心大致位于遮光简的轴线 上，双缝到单缝距离应相等 图21-1 2.测双缝到屏的距离1 三、实验器材 可用米尺测多次取平均值 双缝干涉仪（包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光 3.测条纹间距△x时，用 测量头测出刀条亮（暗）纹间 筒、光屏及测量头，其中测量头又包括分划板，日镜、手轮等)、 第 的距离a,求出相邻的两条亮 立 学生电源、导线、米尺 四、实验步骤 (暗)投间的距离△r一n吕气 第 1.按图21-2所示安装仪器 光源滤光片单婚双蛙遮光简 第 图21-2 2.将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心 资 轴线上 3.使光源发光，在光源和单缝之间加红（绿）色滤光片，让 通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头， 仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光 的干涉条纹（彩色条纹）。 4.加装滤光片，通过日镜观察单色光的干涉条纹，同时调 节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的 读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对 齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线 的条纹数2. 5.将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a,利 用公式△虹一”D算出条纹间距，然后利用公式A=号4 求出此单色光的波长A(d仪器中已给出，1可用米尺测出). 6.换用另一滤光片，重复步骤3、4、5，并求出相应的波长 ⊙考题面[2021·人大附中期未]利用双缝干涉测量光的波 长的实验中，双缝间距d=0.4mm,双缝到光屏间的距离l=0.5m, 在如图21-3所示实验中，接通电源使光源正常发光，调整光路， 使得从目镜中可以观察到干涉条纹. 202 第四章>光/ 滤光片 双缝 转轮 ②温故知新， 光源 一目镜 螺旋测微器 测量关 螺旋测微器的读数要分 单缝 遮光简 “三步”：第一步读整，读出固 图21-3 定刻度上的整毫米数：第二步 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可 读零，看半毫米刻度线是否露 A.将单缝向双缝靠近 出；第三步读螺旋，即螺旋测 B.将屏向靠近双缝的方向移动 微器的读数一固定刻度示数 C.将屏向远离双缝的方向移动 (单位：mm:注意半毫米刻度线 第 D.使用间距更小的双缝 是否露出)十可动刻度示数X (2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图21-4所示，分划 精度(0.01mm),读数时要估 第 读，以毫米为单位时，有效数 板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则 字要保留到小数点后第三位 读出表盘指示的数值，再乘以 倍率，即为待测电阻的阻值， A B 不需要估读 0 10 0 10 A位置读数 B位置读数 图21-4 ①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为 xA=1l.1mm,在B位置时游标