第13章 实验19 用双缝干涉实验测量光的波长-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（教科版 新教材 新高考）

实验十九　用双缝干涉实验测量光的波长 授课提示：对应学生用书第337页 1．实验原理 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足Δx＝λ。 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。 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。 (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。 1．数据处理 (1)条纹间距Δx＝。 (2)波长λ＝Δx。 (3)计算多组数据，求λ的平均值。 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。 授课提示：对应学生用书第338页 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： (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 [解析]　(1)旋转测量头只能调节分划板的刻度线使其与干涉条纹平行，不能调节清晰程度，选项A错误；增大单缝与双缝之间的距离既不能调节干涉条纹间隔，也不能调节清晰程度，选项B错误；调节单缝与双缝平行，更容易发生清晰的双缝干涉现象，选项C正确。 (2)根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝可知，增大双缝到屏幕(测量头)的距离l、增大光的波长λ、减小双缝间距d都可以增大条纹间距，由此可知选项D正确。 [答案]　(1)C　(2)D 角度2　数据处理与分析 典例2　(2023·四川乐山检测)(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取________________或________________的方法； (2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(选填数字代号)； (3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________mm； (4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________m(取3位有效数字)。 [解析]　(1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝。由Δx＝λ可知，要增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取的办法有： ①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；②减小双缝之间的距离。 (2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③。 (3)甲图读数是0.044 mm，乙图读数是14.538 mm，它们的差值是14.494 mm，中间跨越了10－1＝9个亮条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δx＝ mm≈1.610 mm。 (4)光的波长，λ＝＝5.37×10－7 m。 [答案]　(1)滤光片　单缝　双缝　增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)　减小双缝之间的距离 (2)②③　(3)1.610　(4)5.37×10－7 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(