【创新方案】高考物理一轮复习试验十五用双缝干涉测光的波长理论指导新人教

1、【创新方案】2014年高考物理一轮复习实验十五用双缝干涉测光的波长实验篦论指导（1）观察白光及单色光的双缝干涉图样。（2）测定单色光的波长。-实瞳原理图实一15 1如图实151所示，某单色光照到狭缝 S上，在屏上得到了平行于双缝 S、&亮暗相 间的干涉条纹。相邻两条亮 （暗）条纹间的距离 Ax与入射光波的波长 入、双缝S、S2间距 离d及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：Ax = ；入，由此，只要测出 Ax、d、l即可得 出波长入。两条相邻亮（暗）条纹间的距离 Ax用测微目镜测出。测微目镜由分划板、目镜、 手轮等构成。如图实152所示。图实一15 2图实一15 3转动手轮，分划板会左、

2、右移动。测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心（如图实15-3所示），记下此时手轮上的读数 as转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板 中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时，记下手轮上的刻度数 a2,两次读数之差就是这两条条纹间的距离。即 A x= | a1 - a2|。A x很小，直接测量时相对误差较大，通常测出 n条亮（暗）条纹间的距离a,再推算相邻两条亮(暗)条纹间的距离 Ax="n 1巨实盼器材双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、 学生电源、导线、刻度尺。四实盼步511.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座

3、上，如图实154所示。光源浅光片单舞双缝 遮光笥 屏g图实一15 4(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沿轴线到达光屏。(4)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，二者间距为 几个厘米，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)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数日，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2。(3)用刻度尺测量双缝到光

4、屏间距离l( d是已知的)。(4)重复测量、计算，求出波长的平均值。(5)换用不同的滤光片，重复实验。里数据处理(1)条纹间距的计算：a x= 1工：1。d(2)波长计算：入=A x。计算多组数据，求 入的平均值。达注意事项(1)双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养。(2)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当。(3)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。七误差分析 双缝到屏的距离l的测量存在误差。(2)测条纹间距 Ax带来的误差：干涉条纹没有调整到最清晰的程度。误认为A x为亮(暗)条纹的宽度。分划板刻线与干涉条

5、纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。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。-I；考情案厕导析实验原理与操作.,Hl1例1 (2012 福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图实一15-5):光源滋光片单罐双缝遮光筒屏图实一15 5(1)下列说法哪一个是错误的 。(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离 a,求出相邻两条亮纹间(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图实156,其示数为 mm

6、图实一15 6解析(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，无须放上单缝和双缝， 选项A错误。(2)主尺的示数为 1.5 mm可动尺白勺示数为 47.0X0.01 mmF 0.470 mm总的示数为(1.5 + 0.470) mm = 1.970 mm。答案(1)A(2)1.970实验装置及数据处理I三二图实一15 7例2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（图实一157甲），并选用缝间距 d=0.2 mm勺双缝屏。从仪器注明的规格可知，光屏与 双缝屏间的距离 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，副

7、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）中游标尺上的读数 xi = 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）中游标尺上的读数 X2 =mm（2）利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮纹（或暗纹）间的距离 Ax =mm这种色光的波长入=nm。解析（1）主尺读数为15 mm游标尺读数为 1 X 0.02 mm= 0.02 mm二者相加可得读 数为 15.02 mm。（2）由于图中数字标记的是暗条纹，首先应根据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数，若乙图（a）中的中央刻线所对亮条纹记为第1条，则丙图的（a）中，中央刻线所对亮纹为n =7,则 Ax=殳二x1 =2.31 mm,光的波长 入=6.6X102nm。 n-1L2答案(1)15.02(2)2.316.6X10电.创新实验设计例3激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照 相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度 v与二次曝光时间间隔At的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔At、双缝到屏间距离l以及相邻两条亮纹间距