第十四章 实验十五 用双缝干涉实验测量光的波长-【金版教程】2024高考物理一轮复习解决方案全书word（新教材）

金版教程 高考科学复习解决方案 物理 实验　用双缝干涉实验测量光的波长 1．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。 2．测量单色光的波长。 相邻两条亮条纹的中心间距Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距d及双缝与屏的距离l满足的关系式为：Δx＝λ，则λ＝Δx。据此可测算出光的波长。 光具座、光源、学生电源、导线、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。 如图甲所示，测量头通常有两种，但都由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，如图乙，记下此时手轮上的读数。 两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离。实际测量时，要测出n个亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹间的距离Δx＝。 1．如图所示，安装仪器(注：滤光片可装在单缝前) (1)将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上。 (2)打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 (3)放好单缝和双缝。注意使单缝与双缝相互平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上。 2．观察记录与数据处理 (1)调节单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的双缝干涉图样。 (2)在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样。 (3)用刻度尺测量出双缝到屏的距离l。 (4)调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐时，记下手轮上的读数a2。 (5)分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并分组记录数据。 1．相邻两亮条纹间距的计算：Δx＝，可多测几组不同的n对应的Δx求平均值，减小误差。 2．由λ＝Δx计算波长。 1．测量双缝到屏的距离l存在的误差。 2．测条纹间距Δx带来的误差。 (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。 (2)分划板的中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心。 (3)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确。 1．透镜的作用是使射向单缝的光更集中。 2．注意调节光源的高度和角度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 3．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。 4．调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，记录此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下这时手轮的读数，两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离。 5．不要直接测量相邻两亮条纹的间距Δx，测量间隔若干个条纹的间距，计算得到相邻两亮条纹的平均间距Δx，这样可以减小误差。 6．观察白光的双缝干涉图样，看到的是彩色条纹，中央为白色亮条纹，这样可以确定中央亮条纹的位置。 例　(2022·海南高考)在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，则 (1)a、b分别是________。 A．单缝和双缝 B．双缝和单缝 C．单缝和单缝 D．双缝和双缝 (2)如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则光的波长是________(用x、d、L表示)。 [答案]　(1)A　(2) [解析]　(1)在双缝干涉实验中，从光源发出的光经过滤光片后，先经单缝获得线光源，后经双缝获得相干光源，故a、b分别是单缝和双缝，A正确。 (2)由于第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则相邻两条亮纹间距Δx＝，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，解得光的波长λ＝＝。 [对点跟进训练] 1．(2021·浙江6月选考)图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中： (1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________。(单选) A．旋转测量头 B．增大单缝与双缝间的距离 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 (2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________。(单选) A．减小单缝与光源间的距离 B．减小单缝与双缝间的距离 C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与测量头间的距离 答案　(1)C　(2)D 解析　(1)观察到较模糊的干涉条纹说明透过的光较弱，旋转测量头或增大单缝与双缝间的距离都不会使条纹变清晰，造成条纹模糊的原因可能是单缝与双缝不平行，则值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行，故选C。 (2)根据Δx＝λ可知，要增大条纹间距Δx，可以增大双缝到测量头的距离l，或减小双缝的间距d，故选D。 2．现用如图甲所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 (1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________放置(选填“垂直”或“平行”)。 (2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的示数