第06讲 用双缝干涉实验测光的波长模型--2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过

2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过 模块11 热学、光学各模块大招 第06讲 测量玻璃的折射率模型 （原卷版） 目录 【内容一】 了解光波产生稳定的干涉现象的条件 1 【内容二】 观察白光及单色光的双缝干涉图样 3 【内容三】 掌握测定单色光的波长的方法 5 技巧总结 技巧总结 一、实验目的 (1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件； (2)观察白光及单色光的双缝干涉图样； (2)掌握测定单色光的波长的方法。 二、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）纹间的距离△x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ之间满足 三、 实验器材 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺． 四、实验步骤 1、如图，把长约1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏； 2、取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度); 3、装好单缝和双缝(缝沿竖直方向)，调节透镜，使灯丝的像成在单缝上，调节单、双缝，使缝平行，这时在屏上会看到白光的干涉图样； 4、在单缝和光源间放上红色滤光片，观察红光干涉图样； 5、调节测量头，使分划板中心刻线与左端某条(记为第1条)亮纹中心对齐，记下此时测量头刻度x1，将测量头朝右端移动，记下第 n 条亮纹中心位置x2；则第1条亮纹与第 n 条亮纹中心间距为a=x2-x1，则相邻亮纹间距为： 6、已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，由，计算红光的波长。 注意读数：螺旋测微器的读数 注意事项 1．放置单缝和双缝时，必须使缝平行． 2．要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上． 3．测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心． 4．要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx. 5．调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行． 五、误差分析 1．(1)测双缝到屏的距离L带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差． (2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差． 2．测条纹间距Δx带来的误差． (1)干涉条纹没有调到最清晰的程度． (2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心． (3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确． 模型演练 例1．（1）“测量玻璃的折射率”的实验中。某同学在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4，在插P3和P4时，应使 （选填选项前的字母）。 A．P3只挡住P1 B．P4只挡住P2 C．P3把P1、P2都挡住 D．P4把P1、P2、P3都挡住 另一位同学作玻璃砖的下侧界面时向里稍许偏离，以aa′、bb′为界面画光路图，其它操作均正确，如图乙所示。该同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）用红光、蓝光分别做双缝干涉实验，用黄光、紫光分别做单缝衍射实验，得到的图样如图所示（黑色部分表示亮纹）。则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是 。 A．红、黄、蓝、紫            B．红、紫、蓝、黄     C．蓝、紫、红、黄            D．蓝、黄、红、紫 解：（1）[1]在插P3和P4时，应使P3把P1、P2都挡住，P4把P1、P2、P3都挡住，故选CD。 [2]图①另一同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小； （2）[3]左1图和3图都是干涉条纹，根据可知左1图的条纹间距较大，则波长较大，则为红光的干涉条纹，左3为蓝光的干涉条纹；左2图和左4图为衍射条纹，因波长越大衍射越明显，则左2为紫光的衍射条纹，左4为黄光的衍射条纹，则图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是红、紫、蓝、黄，故选B。 例2．①激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是 。    A．激光是纵波 B．两束频率不同的激光能产生干涉现象 C．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离 ②如图所示，在光的干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7m，屏上P点距双缝和的路程差为7.95×10-7m，则在这里出现的应是 （填“明条纹”或“暗条纹”）.现改用波长为6.30×10-7m的