2020版高考物理一轮复习第11章机械振动机械波光电磁波实验16用双缝干涉测量光的波长课件

实验16用双缝干涉测量光的波长 同时练习使用游标型测量头 注意事项 1 保证灯丝 单缝 双缝 测量头与遮光筒共轴 2 保持单缝和双缝平行 3 测双缝到屏的距离l可用米尺测多次 取平均值 热点一游标型测量头的读数游标卡尺 1 游标卡尺的读数 主尺读数 游标尺读数 2 游标卡尺的读数方法 三看 第一看 精确度 第二看 游标尺上的0刻度线位置 区分零刻度与标尺最前端例如 如图1所示 图1 第三看 游标尺的哪条 第n条 刻度线与主尺上的刻度线对齐 例1 如图2所示的三把游标卡尺 它们的游标卡尺从上至下分别为9mm长10等分 19mm长20等分 49mm长50等分 它们的读数依次为 mm mm mm 图2 解析图2甲读数 整毫米是17 不足1毫米数是7 0 1mm 0 7mm 最后结果是17mm 0 7mm 17 7mm 图2乙读数 整毫米是23 不足1毫米数是17 0 05mm 0 85mm 最后结果是23mm 0 85mm 23 85mm 图2丙读数 整毫米是3 不足1毫米数是9 0 02mm 0 18mm 最后结果是3mm 0 18mm 3 18mm 答案17 723 853 18 热点二实验原理和数据处理 例2 2018 4月浙江选考 1 细丝和单缝有相似的衍射图样 在相同条件下 小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝 和细丝 在光屏上形成的衍射图样如图3中a和b所示 已知细丝 的直径为0 605mm 细丝 的直径为1 000mm 图中的 填 a 或 b 是细丝 的衍射图样 图3 2 小明在做 用双缝干涉测量光的波长 实验时 尝试用单缝和平面镜做类似实验 单缝和平面镜的放置如图4所示 白炽灯发出的光经滤光片成为波长为 的单色光照射单缝 能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹 小明测得单缝与镜面延长线的距离为h 与光屏的距离为d 则条纹间距 x 随后小明撤去平面镜 在单缝下方a处放置同样的另一单缝 形成双缝结构 则在光屏上 填 能 或 不能 观察到干涉条纹 图4 解析 1 衍射单缝越小 衍射越明显 条纹间距越大 衍射单缝越大 衍射越不明显 条纹间距越小 题图a的条纹间距小 对应的细线比较粗 题图b的条纹间距大 对应的细线比较细 因为1 000 0 605 所以选a 不能 因为不符合发生干涉的条件 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5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 图5 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 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 测量数条亮纹间的距离 在操作步骤 时还应注意 和 解析 1 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 所以排列顺序为 c e d b a 2 在操作步骤 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 双缝和光屏的中心在同一轴线上 答案 1 edb 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 2 如图6所示 在利用双缝干涉测量光的波长的实验中 需要从标尺上读出某条亮纹的位置 图中所示的读数是 mm 图6若缝与缝间相距d 双缝到屏间的距离为l 相邻两个亮条纹中心的距离为 x 则光的波长表示为 字母表达式 某同学在两个亮条纹之间测量 测出以下结果 其他数据为 d 0 20mm l 700mm 测量 x的情况如图7所示 由此可计算出该光的波长为 m 图7 3 在 用双缝干涉测量单色光的波长 实验中 某同学准备的实验仪器包括以下元件 a 白炽灯 b 单缝 c 毛玻璃屏 d 双缝 e 遮光筒 f 红色滤光片 g 凸透镜 其中双缝和光屏连在遮光筒上 图8 1 把以上元件安装在光具座上时 正确的排列顺序是 a ec 2 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹对齐 并将该亮纹定为第1条亮纹 此时10等分的游标卡尺位置如图9甲所示 其读数为 mm 继续转动测量头 使分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐 此时游标卡尺位置如图乙所示 其读数为 mm 图9 3 若已知双缝间距为0 2mm 测得双缝到屏的距离为70 00cm 则所测红光波长为 解析 1 该实验中各元件的作用分别是 a 白炽灯 光源 b 单缝 产生相干光 c 毛玻璃屏 呈现能观察的像 d 双缝 作为产生干涉现象的两个波源 e 遮光筒 避免外界光线干扰 便于