第13章 实验15 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（粤教版 新教材 新高考）

实验十五　用双缝干涉实验测量光的波长 授课提示：对应学生用书第353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λ＝Δx。 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354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________(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 [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·广东揭阳高考模拟)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d＝0.20 mm 的双缝屏。已知像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。 (1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A条纹到B条纹间的距离为8.40 mm。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝________m(保留两位有效数字)。 (2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能会实现这个效果的是________。 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝与双缝间距增大少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 [解析]　(1)测量头上示数为5×0.05 mm＝0.25 mm；A条纹与B条纹间的中心距离为8.40 mm，共5个条纹间隔，则相邻条纹间隔Δx＝1.68 mm，由Δx＝λ，解得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝4.8×10－7 m。 (2)根据条纹间距公式Δx＝λ知，若要使观察到的清晰的条纹数目增加，即减小条纹间距，则可以减小滤光片射向双缝的色光的波长λ，即可以将红色滤光片换成绿色滤光片，选项D正确。 [答案]　(1)0.25　4.8×10－7　(2)D 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