选修34第十一章实验16

1、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。(4) 测条纹间距 x时，用测量头测出 n 条亮(暗)条纹间的距离 a，求出相邻的两条 亮(暗)条纹间的距离 xna 1。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

2、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 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分、49 mm 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 7×0.1 mm0.7 mm，最后结 果是 17 mm0.7 mm17.7 mm。图 2 乙读数：整毫米是 23，不足 1 毫米数是 17× 0.05 mm 0.85 mm，最后结果 是 23 mm 0.85 mm 23.85 mm。图 2 丙读数：整毫米是 3，不足 1毫米数是 9×0.02 mm0.18 mm

3、，最后结果是 3 mm 0.18 mm3.18 mm。 答案 17.7 23.85 3.18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 0.605 mm，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

4、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)观察到干涉条纹图4(填“能”或“不能”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。(2)本题中，单缝在平面镜中的镜像，与原来的单缝共同构成一组双缝(如图 )，所以双缝间距为 d2h，故 x D2h。不能，因为不

5、符合发生干涉的条件。答案 (1)a (2)D2h 不能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

6、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)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

7、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： d0.20 mm，L700 mm，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解析 从图 6 中可以看出，主尺示数为 5 mm，游标尺第 12条刻线与主尺上的刻 线对齐，即游标尺示数为 12× 0.02 mm 0.24 mm，图中的游标卡尺的示数为 5 mm 0.24 mm5.24 mm。由干涉条纹间距的计算公式： xLd，解得光的波长表达式为 dx由图 7 中可以求出条纹间距为9.80 x 5mm1.96 mm，代入

8、数据解得光的波长为 5.6×107 m答案 5.24 Ldx 5.6× 1073. 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： AEC。(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、9(3) 若已知双缝间距为 0.2 mm，测得双缝到屏的距离为 70.00 cm，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，便于观察； F.红色滤光片将白炽灯的 其他色光过滤掉，只剩下红光； G.凸透镜 将光源的发散光束汇聚，产生放大 的效果。所以正确的排列顺序是 AGFBDEC 。(2)甲图中游标尺上第 8 条线与主尺刻度对齐，读数为 19 mm1 1m0m× 8 19.8 mm；乙图中游标尺上第 3 条线与主尺刻度对齐，读数为 30 mm1 1m0m× 3 30.3 mm。l30.3 19.8(3