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2021高考物理一轮复习-第14章-光-电磁波-实验17-用双缝干涉测量光的波长学案.doc
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1、2021高考物理一轮复习 第14章 光 电磁波 实验17 用双缝干涉测量光的波长学案2021高考物理一轮复习 第14章 光 电磁波 实验17 用双缝干涉测量光的波长学案年级:姓名:- 9 -实验十七用双缝干涉测量光的波长1观察双缝干涉图样,掌握实验方法。2测定单色光的波长。相邻两条明条纹间距x与入射光波长,双缝S1、S2间距d及双缝与屏的距离l满足的关系式为:x。光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。如图甲所示,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,分划板会向左右移动,测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,如图乙,记下此时手轮上的读数。两
2、次读数之差就表示这两条条纹间的距离。实际测量时,要测出n个明条纹(暗纹)的间距,设为a,那么x。1如图所示,安装仪器(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上。(2)接好光源,闭合开关,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观察记录与数据处理(1)调节单缝与双缝间距为510 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,使分划板中心刻线对齐第1条明条纹的中心,记下手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线与第n
3、条明条纹中心对齐时,记下手轮上的读数a2。(4)用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l。(5)换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹间距的变化,测量相应色光的波长。1相邻条纹间距的计算:x,可多测几组不同的n对应的x求平均值,减小误差。2由x计算波长。1测量双缝到屏的距离l存在的误差。2测条纹间距x带来的误差(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。(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)测量多条明条纹间的距离时读数不准确。1注意调节光源的高度,使它发出的一束光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
4、板中心刻线和条纹的中心对齐,记录此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐,记下这时手轮的读数,两次读数之差就表示这两个条纹间的距离。4不要直接测量相邻两条纹的间距x,测量间隔若干个条纹的间距,计算得到相邻两条纹的平均间距x,这样可以减小误差。5观察白光的干涉,看到的是彩色条纹,中央为白色亮条纹,这样可以确定中央亮纹位置。 考点细研 悟法培优考点1实验原理与实验操作例1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
5、至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、_、_、A。(2)本实验的步骤有:取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;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筒的轴线上;用刻度尺测量双缝到屏的距离;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。在操作步骤时还应注意_和_。尝试解答(1)E_D_B_(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行_单缝、双缝间的距离要适当。(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D可以获取线光源,双缝B可以获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上。所以排列顺序为C、E、D、B、A。(2)在操作步骤时应注意的事项
6、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。变式1(2019辽宁卓越名校联盟二模)(多选)用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,其中光源为白炽灯泡,调整实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验,下列说法正确的是()A取下滤光片,光屏上将出现彩色的干涉条纹B若单缝向右平移一小段距离,光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大C若将双缝间的距离d增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小D若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小E测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为x答案ACD解析取下滤光片,不同的色光干涉条纹叠加,在光屏上将出现彩色的干涉条纹,故A正
7、确。若单缝向右平移一小段距离,由于双缝到光屏的距离不变,则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变,故B错误。根据x知,将双缝的距离d增大,则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故C正确。若将滤光片由红色换成绿色,色光的波长减小,根据x知,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故D正确。测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为x,故E错误。考点2数据处理例2用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝间的距离L1100 mm,双缝与屏的距离L2700 mm,双缝间距d0.25 mm。用测量头来测量相邻亮条纹中心间的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分
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