第四章 5.实验:用双缝干涉测量光的波长-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件(教科版)
2025-12-10
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59页
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理教科版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 5. 实验:用双缝干涉测量光的波长 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 5.50 MB |
| 发布时间 | 2025-12-10 |
| 更新时间 | 2025-12-10 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-10-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54207178.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理课件围绕“用双缝干涉测量光的波长”实验展开,系统涵盖实验原理(Δx = Lλ/d)、器材使用、操作步骤、数据处理及误差分析,通过从观察干涉图样到精准测量波长的递进式设计,搭建前后衔接的学习支架,助力学生构建完整实验认知体系。
其特色在于深度融合物理观念(波长、条纹间距等核心概念)、科学思维(累积法测Δx的推理过程)与科学探究(拓展洛埃德镜创新实验),结合教材原型题、高考真题及动手操作案例,培养学生实验操作与问题解决能力。采用“原理-操作-应用”闭环教学,学生能深化对光的波动性理解,教师可借助丰富例题与测评题提升课堂效率。
内容正文:
5.实验:用双缝干涉测量光的波长
第四章 光及其应用
1.明确“用双缝干涉测量光的波长”实验原理。
2.知道并掌握实验操作步骤。
3.会进行数据处理和误差分析。
素养目标
探究过程 梳理要点
1
合作交流 应用拓展
2
课时测评
3
内容索引
2
3
4
5
6
1
探究过程 梳理要点
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一、实验目的
1.学会观察白光及单色光的双缝干涉图样。
2.掌握利用公式Δx= λ测量单色光波长的方法。
二、实验原理与方法
1.测量原理
在双缝干涉实验中,由条纹间距公式Δx= λ可知,已知双缝间距d,测出双缝到屏的距离l,再测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx,即可由公式λ= Δx计算出入射光波长的大小。
2.条纹间距Δx的测量方法
如图甲所示,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,测量时先转动测量头,让分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,然后转动手轮,使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对齐,如图乙所示,记下此时读数,再转动手轮,用同样的方法测出n条亮条纹间的距离a,可求出相邻两亮条纹间的距离Δx= 。
三、实验器材
双缝干涉仪(包括:光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光管、毛玻璃及测量头,其中测量头又包括:分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、毫米刻度尺。
四、实验步骤
1.观察双缝干涉图样
(1)将光源、遮光管、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管的轴线到达毛玻璃屏。
(4)安装双缝和单缝,使双缝与单缝平行并且保证其中心位于遮光管的轴线上,二者间距约为5~10 cm,这时可观察到白光的干涉条纹。
(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)使分划板的中心刻线对齐某条亮条纹的中央,如图所示。记下手轮上的读数a1,转动手轮,使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2,得出n个亮条纹间的距离为a=|a2-a1|,则相邻两亮条纹的间距Δx= 。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。
(4)重复测量、计算,求出波长的平均值。
3.换用不同的滤光片,重复实验。
五、误差分析
本实验为测量性实验,因此应尽一切办法减少有关测量的误差。实验中的双缝间距d是器材本身给出的,因此本实验要注意l和Δx的测量。光波的波长很小,l、Δx的测量对波长的影响很大。
1.双缝到屏的距离l的测量误差
因本实验中双缝到屏的距离非常长,l的测量误差不太大,但也应选用毫米刻度尺测量,并用多次测量求平均值的办法减小相对误差。
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时读数不准确。
(4)应利用“累积法”测n条亮条纹间距,再求Δx= ,并且采用多次测量求Δx的平均值的方法进一步减小误差。
六、注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,要轻拿轻放,不要随便拆分遮光管、测量头等元件。
2.安装时,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,并使单缝、双缝平行且竖直。
3.光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。
4.实验中会出现屏上的光很弱的情况,主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光管不共轴所致;干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系。
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合作交流 应用拓展
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一 教材原型实验
(2024·北京大兴期末)1801年,英国的物理
学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
在托马斯·杨的双缝干涉实验中,利用双缝干涉
可以测量光波的波长。某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长,该同学所使用的装置如图甲所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光管、毛玻璃屏、目镜。
(1)M、N、P三个光学元件依次为________
A.滤光片、单缝、双缝 B.单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、双缝、单缝
解题引导:光的干涉首先需要相干光源,即频率相同,振动情况相同的两束光,因此光要先通过滤光片,形成频率相同的光,后经过单缝形成振动情况相同的光,再通过双缝形成两个相干光源。
例1
A
由题图甲可知,M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
当分划板的中心刻线与亮条纹不平行时,应该转动测量头,将分划板调到竖直方向并与干涉条纹平行。
(2)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现分
划板的中心刻线与亮条纹未对齐,如图乙所示,下列操作中可
使中心刻线与亮条纹对齐的是________。
A.仅转动目镜 B.仅转动双缝
C.仅转动手轮 D.仅转动测量头
D
(3)通过调整,该同学从目镜中看到如图丙所示的图像,转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准a时,手轮的读数x1=1.002 mm,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准b时,手轮的读数如图丁所示,x2=________ mm。
9.762
由题图丁可得,读数为
x2=9.5 mm+26.2×0.01 mm=9.762 mm。
(4)计算通过单缝的光波波长的表达式为λ=________,若已知双缝间距d=2.0×10-4 m,双缝到屏的距离l=1.0 m,则待测光的波长为_______ nm(结果保留3位有效数字)。
438
(5)若想减少从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以________。
A.将单缝向双缝靠近
B.将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
C.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更大的双缝
C
若想减少从目镜中观察到的条纹个数,则应该增大条纹间距,由Δx=
λ知,应该将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动从而增大l,或者减小双缝间距d,故选C。
针对练1.(2021·浙江6月选考)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
C
若粗调后看到的是模糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行;要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故选C。
(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
D
根据Δx= λ,可知要增大条纹间距,可以增大双缝到光屏的距离l或减小双缝的间距d,故选D。
针对练2.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置,用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左到右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_______、_______、_______、A。
E
D
B
滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D是获取线光源,双缝B是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上,所以表示各光学元件的字母排列顺序为C、E、D、B、A。
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光管左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光管的轴线把屏照亮;
②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光管的轴线上;
③用刻度尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意_____________________________,___________和______________________________________________________________。
在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心位于遮光管的轴线上。
图1是“用双缝干涉测量光的波长”的实验设备实物图。
例2
(1)已知单缝与双缝间的距离L1=200 mm,双缝与屏的距离L2=800 mm,双缝间距d=0.25 mm。用测量头来测量亮条纹中心的距离,测量头由分划板、目镜和手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准第1条亮条纹的中心(如图2甲所示),记下此时手轮上的读数为________ mm,转动测量头,使分划板中心刻线对准第4条亮条纹的中心(如图2乙所示),记下此时手轮上的读数为________ mm。则该光波的波长为________ m(结果保留2位有效数字)。
解题引导:用双缝干涉测量光的波长的关键公式Δx= ,λ= Δx,其中要找到Δx应准确读出a1、an的数值,其读数要读至千分之一毫米。
2.195
7.870
5.9×10-7
手轮测量装置为螺旋测微器,第1条亮条纹中心读数为2 mm+19.5×0.01 mm=2.195 mm,第4条亮条纹中心读数为7.5 mm+37.0×0.01 mm=7.870 mm。根据Δx= mm,λ= ·Δx,解得λ≈5.9×10-7 m。
(2)若在调节过程中观察到图3所示的干涉条纹,则出现这种现象的原因是________。
A.单缝与双缝不平行
B.单缝与双缝的距离太近
C.设备安装时,没有调节光源的高度使光线把整个光屏都照亮
分析可知,出现题图3中所示现象的原因是光路调节时,没有调节好光源的高度。故选C。
C
针对练1.利用双缝干涉测量单色光的波长。
(1)某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻线对齐A条纹中心(图甲),手轮上的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻线对齐B条纹中心(图丙),手轮上的示数如图丁所示,已知双缝间距为0.5 mm,从双缝到屏的距离为1 m,则图乙中示数为________ mm,图丁中示数为________ mm,实验中所测单色光的波长为__________ m。
11.4
16.8
6.75×10-7
根据游标卡尺的读数原理,可读出题图乙的示数为11 mm+4×0.1 mm=11.4 mm;题图丁的示数是16 mm+8×0.1 mm=16.8 mm;条纹间距Δx= mm=1.35 mm,根据Δx= λ得λ= =6.75×10-7 m。
测量头分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向,由几何知识可知,Δx的测量值大于实际值。
(2)如图戊所示,实验中发现测量头分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,则该情况下干涉条纹间距Δx的测量值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)实际值。
大于
针对练2.(2024·浙江湖州高二期中)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲),并选用缝间距d=
0.20 mm的双缝屏,从仪器注明规格可知,像屏与双缝间的距离l=
700 mm,然后,接通电源使光源正常工作。
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,游标尺上有50分度,某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示,图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标尺的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标尺上读数x2=________ mm。
根据游标卡尺读数原理,可读出题图为(b)示数为15 mm+0.02 mm×1=15.02 mm。
15.02
(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明条纹(或暗条纹)间的距离Δx=________ mm;这种色光的波长λ=________ nm。
2.31
660
(3)图丁为拨杆,请问它是按照下列哪种方式安装和操作的________。
A.拨杆A处Y字叉套在单缝所在处的支柱并为轴,手持拨杆的C端,通过左右拨动来调节B处小孔套住的双缝
B.拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴,手持拨杆的C端,通过手的左右拨动来调节A处Y字叉套住的单缝
C.拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴,手持拨杆的C端,通过手的上下拨动来调节A处Y字叉套住的单缝
由实验操作步骤可知,拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴,手持拨杆的C端,通过手的左右拨动来调节A处Y字叉套住的单缝,故B正确。
B
例3
二 拓展创新实验
洛埃德(H.Lloyd)在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,_________________相当于另一个“缝”。
解题引导:光的干涉实验的关键是创造两个相干光源,该实验中经缝S发出的光和缝S发出后经平面镜反射后的光到达光屏形成干涉,其中反射光相当于在S的像S′发出的光。因此S、S′相当于两个相干光源。
S经平面镜成的像S′
根据题图可知,如果S被视为其中的一个缝,S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”。
(2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时,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。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是__________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
暗条纹
根据题意可知,把光屏移动到和平面镜接触,光线经过平面镜反射后将会有半波损失,因此接触点P处是暗条纹。
(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个亮条纹到第12个亮条纹的中心间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=__________m(结果保留3位有效数字)。
6.33×10-7
条纹间距为Δy= m≈2.53×10-3 m,根据λ= Δy,代入数据解得λ≈6.33×10-7 m。
针对练.(2021·湖北高考)如图所示,由波长为λ1
和λ2的单色光组成的一束复色光,经半反半透镜
后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直
照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单
色光中央亮条纹的中心位置,P1和P2分别是波长
为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上,从另一侧面M和N位置出射,则
A.λ1<λ2,M是波长为λ1的光出射位置
B.λ1<λ2,N是波长为λ1的光出射位置
C.λ1>λ2,M是波长为λ1的光出射位置
D.λ1>λ2,N是波长为λ1的光出射位置
√
由双缝干涉的条纹间距公式Δx= λ,结合题图可得xOP1>xOP2,故λ1>λ2,故A、B错误;由λ= 知,λ越大,f越小,由光的色散实验知,频率f越大,穿过三棱镜后光的偏折程度越大,本题中由于λ1>λ2,f1<f2,故偏折角小的光的波长为λ1,偏折角大的光的波长为λ2,N是波长为λ1的光出射位置,故C错误,D正确。
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课 时 测 评
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1.(6分)(2024·山西太原师范学院附属中学月考)如图为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置,从左到右依次放置①白光光源、②红色滤光片、③、④、⑤遮光管、⑥光屏。下列说法正确的是
A.③、④分别是双缝、单缝
B.减小单缝与双缝之间的距离,可以增大相邻暗条纹间的距离
C.若把此装置置于某液体中测量某单色光的波长,测得结果要比在真空中测得该光的波长长
D.若双缝间距为d,④与光屏的距离为l,用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a,则该红光的波长λ=
√
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2.(8分)(2024·四川绵阳期末)在多个玻璃片上涂墨汁,晒干后用刀片分别划出两条相距不远的直缝,做成多个双缝。按如图所示的装置,让激光束通过自制的双缝,观察在光屏上出现的现象。
(1)保持玻璃片到光屏的距离不变,换用两条直缝间距不同的玻璃片。两条直缝间距越大,光屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)。
越小
由Δx= λ可知,两条直缝间距d越大,光屏上明暗相间的条纹间距越小。
2
3
4
5
6
1
(2)用不同颜色的光照射同一玻璃片,保持光屏与玻璃片位置不变。用红光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用蓝光照射时条纹的间距________(选填“大”或“小”)。
大
红光的波长大于蓝光的波长,由Δx= λ可知,用红光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用蓝光照射时条纹的间距大。
2
3
4
5
6
1
3.(8分)(2024·天津十四中校考)某同学做“用双缝干涉测光的波长”的实验,实验装置如图甲所示,使用的双缝间距d已知。
(1)下列说法正确的是________。
A.如果将光源换成激光光源,去掉滤光片和单缝,该实验照样可以完成
B.去掉滤光片,不可能观察到干涉图样
C.毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直
A
2
3
4
5
6
1
如果将光源换成激光光源,激光是相干光,单色性好,可以去掉滤光片和单缝,A正确;若去掉滤光片,能观察到干涉图样,只是这时观察到的是各色光重叠产生的彩色条纹,B错误;毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝是平行的,C错误。
2
3
4
5
6
1
(2)当屏上出现了干涉图样后,通过测量头观察到第一条亮条纹的位置如图乙中(a)所示,第五条亮条纹位置如图乙中(b)所示,可得相邻两条亮条纹间的距离Δx=________ mm(保留3位小数),再测出双缝与屏之间的距离L,
即可根据公式λ=________(用题中所给字母表示)算出光的波长。
1.200
2
3
4
5
6
1
根据题意可得题图乙(a)中读数为1 mm+13.0×0.01 mm=1.130 mm,题图乙(b)中读数为5.5 mm+42.8×0.01 mm=5.928 mm,所以可得相邻两条亮条纹间的距离为Δx= mm≈1.200 mm;根据公式Δx= λ可得λ= 。
2
3
4
5
6
1
4.(8分)(2024·北京海淀期中)现用如图甲所示的双缝干涉实验装置来测量光的波长。
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________(选填“垂直”或“平行”)放置。
平行
在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
2
3
4
5
6
1
(2)已知测量头主尺的分度值是1毫米,游标尺上有50分度。
某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中
心对齐,并将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时测量头上
游标卡尺的读数为1.16 mm;接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示,则读数为________ mm。已知双缝间距d=2.00×10-4 m,测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800 m,所测光的波长λ=________ nm(计算结果保留3位有效数字)。
15.02
693
游标卡尺读数为15 mm+1×0.02 mm=15.02 mm;两相邻亮条纹的间距Δx= =2.772 mm;根据Δx= λ得λ= =693 nm。
2
3
4
5
6
1
(3)为减小误差,该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δx,而是先测量若干个条纹的间距再求出Δx。下列实验采用了类似方法的有________。
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量
C.“用单摆测重力加速度”的实验中单摆的周期的测量
先测量若干个条纹的间距再求出Δx,是采用了微量累积法,“用单摆测重力加速度”的实验中单摆周期的测量采用了微量累积法;“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量采用了等效替代法;“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量没有采用微量累积法。故C正确,A、B错误。
C
2
3
4
5
6
1
5.(8分)(2024·广东深圳实验学校阶段测试)某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长,其实验装置如图所示。
(1)为测量该单色光的干涉条纹宽度,各仪器安装位置如图所示,图中A为滤光片,B为________(选填“单缝”或“双缝”)。
单缝
双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光,再经过单缝、双缝,故B为单缝。
2
3
4
5
6
1
(2)在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时:
①观察到较模糊的干涉条纹,可以调节拨杆使单缝和双缝________(选填“平行”或“垂直”),从而使条纹变得清晰。
②要想增加从目镜中观察到的条纹个数,需将毛玻璃屏向________(选填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动。
①单缝和双缝应平行放置。②要想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距Δx,由Δx=λ可知,需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动,减小双缝与光屏之间的距离L。
平行
靠近
2
3
4
5
6
1
(3)在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L,通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1,观察到第N2条亮条纹的
读数为Y2,请写出计算该单色光波长的表达式λ=______________。
2
3
4
5
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6.(12分)(2024·湖南师大附中期末)用光传感器可以更方便地演示双缝干涉现象。如图是实验装置图(实验在暗室中进行)。激光光源在铁架台的最上端(图中未画出),中间是刻有双缝的挡板,下面是光传感器。这个实验的光路是自上而下的。图中带有白色狭长矩形的小盒是光传感器,沿矩形的长边分布着许多光敏单元。传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器上显示出来。根据显示器上干涉图像的条纹间距,可以算出光的波长。这种方法除了可以测量条纹间距外,还可以方便、形象地展示亮条纹的分布,并能测出传感器上各点的光照强度。
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(1)下列关于本实验的操作与叙述正确的是________;
A.干涉图像中相邻两个波峰之间的距离,即相邻两条亮条
纹中心的间距
B.双缝挡板不动,下移光源,使之更靠近刻有双缝的挡板,则干涉条纹间距减小
C.光源不动,下移双缝挡板,使之更靠近光传感器,则干涉条纹间距不变
D.减小双缝间距,干涉条纹间距也减小
A
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相邻两个波峰之间的距离,即相邻两条亮条纹中心的间距,A正确;根据Δx= λ知,若下移光源,干涉条纹间距不变,B错误;光源不动,下移双缝挡板,使之更靠近光传感器,即减小双缝与光传感器间距,根据Δx= λ知,干涉条纹间距会减小,C错误;减小双缝间距,根据Δx= λ知,干涉条纹间距会增大,D错误。
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(2)在不改变双缝的间距和双缝到光传感器的距离的前提下,用红光和绿光做了两次实验,下图中的甲、乙分别对应这两次实验得到的干涉图像,红光的图像是________(选填“甲”或“乙”)。
乙
红光的波长比绿光的长,由Δx= λ可知,波长越长条纹间距越大,故红光的图像是乙。
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第四章
光及其应用
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由Δx=λ得,波长表达式为λ=
由题意得Δx==×10-3 m=2.19×10-3 m
所以波长为λ== m=4.38×10-7 m=438 nm。
两个相邻明条纹(或暗条纹)间的距离为Δx== mm=2.31 mm
根据Δx=λ
可得λ== m=6.6×10-7 m=660 nm。
③和④两个元件分别是单缝和双缝,且顺序不能调换,A错误;根据Δx=λ可知,条纹间距与单缝、双缝间距离无关,B错误;若把此装置置于某种液体中,光的频率不变,但光速减小,由λ=可知波长变短,C错误;用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a,则相邻亮条纹间距为Δx=,则λ==,D正确。故选D。
第N1条亮条纹的读数为Y1,第N2条亮条纹的读数为Y2,则相邻两条亮条纹的间距Δx=,根据Δx=λ,可得λ=。
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