第13章 实验十九 用双缝干涉实验测量光的波长(课件PPT)-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

第十三章　光　学 实验十九　用双缝干涉实验测量光的波长 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 提 分 集 训 （七 十七） 点击进入word 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 谢谢观看 第十三章　光学 高考总复习 物理 返回目录 考向 定位 1.掌握由Δx＝ eq \f(l,d)λ测光的波长的原理，并能测单色光波长；2.观察单色光的双缝干涉图样，掌握测量头测量条纹间距的方法． 实验原理 实验操作 注意事项 如图1所示，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l满足关系式Δx＝ eq \f(l,d)λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ. 图1 1.安装仪器(如图2) 图2 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上． (2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏． (3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行． 2．观察与记录 (1)调单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的干涉条纹． (2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． (3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两亮条纹间的距离Δx＝ eq \f(|a1－a2|,n－1). (4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长． 1.调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮． 2．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上． 3．调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐． 4．不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差． 实验原理 实验操作 注意事项 距离l满足关系式Δx＝ eq \f(l,d)λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ. 图1 (3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行． 2．观察与记录 (1)调单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的干涉条纹． (2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． (3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两亮条纹间的距离Δx＝ eq \f(|a1－a2|,n－1). (4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长． 双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上． 3．调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐． 4．不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差． 实验原理 实验操作 注意事项 图1 a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两亮条纹间的距离Δx＝ eq \f(|a1－a2|,n－1). (4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长． 对齐． 4．不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差． 实验原理 实验操作 注意事项 数据 处理 1.条纹间距：Δx＝ eq \f(an－a1,n－1).2.波长：λ＝ eq \f(d,l)Δx.3.测量多组数据，求λ的平均值． 误差 分析 1.双缝到屏的距离l的测量存在误差． 2．测条纹间距Δx带来的误差如下： (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度． (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度． (3)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． (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清． 考点一　教材原型实验 [例1]　用“双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示．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 (3)如图乙所示，移动测量头上的手轮，分划线对准靠近最左边的第1条明条纹中心，如图丙所示为此时50分度游标卡尺的读数x1，继续转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹中心，此时游标卡尺的读数为x7.则游标卡尺的读数x1＝________ mm.已知双缝间距离为d，双缝到毛玻璃屏间距离为L，则单色光波长的表达式为λ＝________(用字母d、L、x1、x7表示). 【解析】　(1)旋转测量头可以帮助调节单缝和双缝的平行度，确保实验装置的正确设置；增大单缝与双缝间的距离对干涉图样清晰度没有直接影响；发现干涉图样不够清晰，是因为双缝的透光量较少或入射光强度较弱，可以通过左右拨动金属拨杆来调整，使单缝与双缝平行以提高干涉条纹的清晰度．故选C. (2)ABC.条纹间距与光源到单缝的距离、减小单缝与双缝间的距离和增大透镜与单缝间的距离无关，故ABC错误； D.根据Δx＝ eq \f(L,d)λ 要增大观察到的条纹间距，可增大双缝与测量头间的距离，故D正确． 故选D. (3)游标卡尺的读数为 x1＝0 mm＋3×5×0.02 mm＝0.30 mm 条纹间距为Δx＝ eq \f(x7－x1,6) 根据Δx＝ eq \f(L,d)λ 联立解得单色光波长的表达式为 λ＝ eq \f((x7－x1)d,6L) 【答案】　(1)C (2)D (3)0.30　 eq \f((x7－x1)d,6L) [对点训练] 1．(2025·柳州模拟)利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝到光屏间的距离l＝1.2 m，双缝间距d＝0.3 mm，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． (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)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA＝11.1 mm，在B位置时游标卡尺读数为xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝______mm；该单色光的波长λ＝______m； (3)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的条纹与分划板竖线未对齐(如图所示)，若不调节两者平行，将使得波长的测量结果________． A.结果偏大 B.结果偏小 C.结果无影响 D.无法判断 解析：(1)A.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，由公式Δx＝λ eq \f(l,d)可知，将单缝向双缝靠近，不改变条纹间距，故A错误； BC.将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，将屏向远离双缝的方向移动，l增大，则条纹间距增大，故B正确，C错误； D.使用间距更小的双缝，条纹间距增大，故D错误． 故选B. (2)由图可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则在B位置时游标卡尺读数为 xB＝15 mm＋6×0.1 mm＝15.6 mm 则相邻两条纹间距 Δx＝ eq \f(xB－xA,5)＝ eq \f(15.6－11.1,5)mm＝0.9 mm 根据Δx＝λ eq \f(l,d)可知，该单色光的波长 λ＝ eq \f(Δxd,l)＝2.25×10-7m (3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则测得的Δx偏大，由公式Δx＝λ eq \f(l,d)可知，波长的测量值大于真实值．故选A. 答案：(1)B (2)15.6　0.9　2.25×10-7 (3)A 考点二　拓展创新实验 [例2]　(2025·潍坊三模)1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验).应用洛埃镜测量单色光波长的原理如下： 如图所示，S′是单缝S通过平面镜成的像，如果S被视为双缝干涉中的一个缝，S′相当于另一个缝．单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里出现干涉条纹． 请回答下列问题： (1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离________； A.将平面镜稍向上移动一些 B.将平面镜稍向下移动一些 C.将光屏稍向右移动一些 D.将光源由红色光改为绿色光 (2)若光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为h和D，光屏上形成的相邻两条亮纹(或暗纹)间距离为Δx，单色光的波长λ＝__________； (3)实验表明，光从光疏介质射向光密介质，会在界面发生反射，当入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”．已知h远小于D，如果把光屏向左平移到非常接近平面镜处，屏上最下方两束光相遇会相互______(填“加强”或“减弱”). 【解析】　(1)由双缝干涉条纹间距公式有Δx＝ eq \f(D,d)λ 若要增大条纹间距，可以增大D，即将光屏向右移动；减小d，即将平面镜稍向上移动一些；或者换用波长更大的单色光，如将光源由绿色改为红色． 故选AC. (2)由题意结合条纹间距公式有Δx＝ eq \f(D,2h)λ 整理有λ＝ eq \f(2hΔx,D) (3)如果把光屏移动到和平面镜非常接近，即相当于两者接触，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即“半波损失”，故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π，光程差为半波长，所以两束光相遇会减弱． 【答案】　(1)AC (2) eq \f(2hΔx,D) (3)减弱 $$