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第四章 光\n4．实验：用双缝干涉测量光的波长\n课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建\n目标体系构建\n\n【思维脉络】\n课前预习反馈\n双缝干涉仪，即光具座、光源、________、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、________。另外，还有学生电源、导线、________等。滤光片知识点1实验器材测量头刻度尺\n如图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略。两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝L知识点2实验原理\n\n1．L的测量：双缝到屏的距离可以用________测出。2．Δx的测量：相邻两条亮条纹间的距离需用________测出。为减小误差，可测出n个亮条纹间的距离a，再求出相邻两个亮条纹间的距离Δx＝________。刻度尺知识点3物理量的测量测量头\n课内互动探究\n1．实验过程(1)按照如图所示的装置安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。(也可直接用双缝干涉仪)(2)放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样。要点提炼\n\n\n\n3．注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。间距大约为5～10cm。(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：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，干涉条纹不清晰主要原因是单缝与双缝不平行所致。\n某同学利用如图甲所示装置测量光的波长。典例1典例剖析\n(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数为3.730mm，转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则图乙读数为_________mm，已知双缝间距d＝0.3mm，双缝到光屏的距离l＝600mm，由以上数据得这种光的波长λ＝_____nm。(2)以下操作，能使条纹间距变大的是___。A．将滤光片由红色换成蓝色B．增大单缝到双缝的距离C．增大双缝到光屏的距离D．换一个间距较大的双缝10.330660C\n\n\n1．(2020·湖南岳阳一中高三月考)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，第一次分划板中心刻线对齐A条纹中心线时(如图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻线对齐B条纹中心线时(如图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的读数为_______mm。图丁中游标卡尺的读数为_______mm。实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是__________，所测光的波长为_____________m。(保留两位有效图数字)对点训练11.616.6减小误差6.3×10－7\n\n\n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，要把它们放在如图一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。典例2典例剖析(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，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_________、A。E、D、B\n(2)实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒的轴线把屏照亮；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筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头测量数条亮纹间的距离。在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间的距离为5～10cm和______________________。使单缝与双缝相互平行\n解析：(1)为获取单色线光源，白光光源后面要有滤光片、单缝、双缝，即为E、D、B。(2)在操作步骤②时还应注意使单缝与双缝相互平行，使一个线光源变为频率相等的两个线光源。\n2．(1)如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是____。A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．将绿色滤光片改成红色滤光片D．增大双缝之间的距离对点训练BC\n(2)如果把光源内灯泡换成激光电源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是______(填数字代号)。(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，手轮的示数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，手轮的示数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是_______mm。(结果保留三位有效数字)②③1.61\n(4)在(3)前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30mm，双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是______________m。(结果保留三位有效数字)5.37×10－7\n\n课堂达标检测\n1．(2020·湖北省部分重点中学高二下学期期中联考)“利用双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏的距离L＝0.5m，用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示，则：\n(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA＝11.1mm，xB＝_______mm，相邻两条纹间距Δx＝_______mm；(2)波长的表达式λ＝______(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长λ＝_____________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______(填“变大”“不变”或“变小”)。15.60.756.0×10－7变小\n\n2．(2020·河南省南阳市高二下学期3月第一次联考)某同学“用双缝干涉测光的波长”。\n(1)如图所示，若将某单色光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图乙图样，是平行且等宽的明暗相间的条纹。换用间距更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹间距将________；保持双缝间距不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹间距将________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)；(2)为测量该单色光的波长，将光束垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄，宽度可忽略)，在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，则该单色光的波长为______。变宽变窄\n\n3．(2021·山东省青岛市高二调研)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示。\n(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是_____。ACD\n(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm。0.702(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值______实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)大于\n
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