内容正文:
实验十八 用双缝干涉实验测量光的波长
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实验技能 自主学习
实验要点 互动探究
达标检测 巩固提高
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2.实验过程
(1)观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。
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②接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。
③调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏。
④安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距约为5~10 cm。
⑤在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。
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(2)测定单色光的波长
①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。
②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数an,将该条纹记为第n条亮条纹。
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)。
④改变双缝间的距离d、双缝到屏的距离l,重复测量。
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2.注意事项
(1)安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当。
(2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。
(3)调节的基本依据:照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴;干涉条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行。
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命题点一 教材原型实验
角度1 实验原理与操作
典例1 (2021·浙江卷)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
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(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______。
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______。
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
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角度2 数据处理与分析
典例2 (2019·全国Ⅱ卷)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,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。回答下列问题:
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(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可______。
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=________。
(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm,则所测单色光的波长为______nm(结果保留3位有效数字)。
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命题点二 实验创新设计
角度 实验器材创新
典例3 小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1)其中部分器材如下:
A.白炽灯 B.凸透镜 C.单缝片
D.滤光片 E.测量头 F.双缝片
将以上器材安装在光具座上时,自光源起合理的顺序是(填字母):A、B、________、________、F、E。
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[解析] (1)根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知,从左向右依次为:白炽灯、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头。将以上器材安装在光具座上时,自光源起合理的顺序是:A、B、D、C、F、E。
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