第13章 实验19 用双缝干涉实验测量光的波长(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

　用双缝干涉实验测量光的波长 (对应学生用书第341页) 教材原型实验　 　实验原理与操作 1．干涉条纹要调整到最清晰的程度。 2．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无关，与光的波长有关。 3．分划板刻线与干涉条纹需平行，中心刻线要恰好位于条纹中心。 [题组训练] 1．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲装置测量红光的波长： (1)图甲中标示的器材 “A”应为________。 甲 乙 (2)图乙中测量头的读数为________ mm。 (3)下列操作正确的是________。 A．先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头 B．接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压 C．观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整 D．测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合 (4)下列图示中条纹间距表示正确是________。 　　　　　　　　　　　A　　　 B　 　 C　　　D [解析]　(1)图甲中标示的器材 “A”应为红光滤色片； (2)图乙中测量头的读数为：10 mm＋18×0.02 mm＝10.36 mm; (3)根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头，故A正确；若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压，故B正确；观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C正确；测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合，故D错误。 (4)干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹(或暗条纹)的中心之间的距离，故图C是正确的，图A、B、D错。 [答案]　(1)红光滤色片(写滤光片也对) (2)10.36　 (3)ABC　(4)C 2．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片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)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)本实验所用的滤光片应选用________色滤光片，实验时需要测量的物理量是________和________。 (3)本实验的步骤有： ①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； ②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； ③用米尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮(暗)条纹间的距离。在操作步骤②时还应注意________和________。 [解析]　(1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上，所以排列顺序为：C、E、D、B、A。 (2)红色滤光片能透过红光，而吸收其他颜色的光，所以应选用红色滤光片。根据实验原理，实验时需要测量的物理量有：双缝到屏的距离和n条亮(暗)条纹的距离。 (3)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使单缝与双缝相互平行，且单缝、双缝距离为5～10 cm；要使光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上。 [答案]　(1)E、D、B　 (2)红　双缝到屏的距离　n条亮(暗)条纹的距离　(3)使单缝与双缝相互平行，且单缝、双缝距离为5～10 cm　使光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上 3．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。 　　 甲　　　　　　　 乙　　　　　　　丙　 (1)在观察红光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E等光学元件，如图甲所示将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为：______(选填①或②)。 ①C、D、E、B、A；②C、D、B、E、A。 (2)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐。如图乙所示若要使两者对齐，该同学应如何调节________。 A．仅左右转动透镜 B．仅旋转单缝 C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头 (3)图丙为实验中用测量头测得某次条纹位置的局部图像，则x＝________ mm。 (4)为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变情况下，以下做法合适的是________。 A．增大单缝与双缝间距 B．增大双缝与毛玻璃屏间距 C．更换双缝间距更小的双缝片 D．增强光源亮度 [解析]　 (1)为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，在光屏上可以观察到干涉条纹，因此，由右至左，各光学元件