高考物理一轮复习第十五章实验十三用双缝干涉测量光的波长课件

实验十三用双缝干涉测量光的波长一、实验原理与操作二、数据处理与误差分析1.数据处理. 2.误差分析. (1)测条纹间距Δx时带来误差. (2)测量双缝到光屏间距离l时产生误差.3.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.考点1实验原理与操作【典题1】(2022

年广东联考)某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图S13-1所示.图S13-1

(1)为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图S13-1所示，图中A为滤光片，B为_______(填“单缝”或“双缝”)，C为________(填“单缝”或“双缝”). (2)在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：

①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝________(填“垂直”或“平行”)，从而使条纹变得清晰. ②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向________(填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动.(3)下列图示中条纹间距表示正确的是______(填字母).A CBD

(4)在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2

条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式λ＝________.解析：(1)图中A为滤光片，B为单缝，C为双缝.(2)①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，使条纹变得更清晰.②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距应减小，

(3)条纹间距是相邻两条亮条纹或相邻两条暗条纹中央之间的距离，所以图示中条纹间距表示正确的是C项.答案：(1)单缝双缝(2)①平行②靠近

(3)C(4)

考点2实验数据的处理

【典题2】某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图S13-2甲所示.双缝间距d＝0.20mm，测得屏与双缝间的距离L＝500mm.然后，接通电源使光源正常工作：甲乙图S13-2

(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为________cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67cm，此时主尺上的________cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ＝________m.(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有___________________________(至少写一条).

解析：(1)游标卡尺读数为1.1cm＋0.1mm×1＝1.11cm.若游标卡尺读数为1.67cm，此时主尺上的2.3cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐.

改善办法有：减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离L.(2)减小双缝间距d(或增大双缝到屏

答案：(1)1.112.33.2×10-7的距离L)可以利用激光或反射光作为相干光源，操作简单，实验容易成功.考向1利用激光作为相干光源【典题3】如图

S13-3所示是用激光器、缝间距可调节的双缝屏、光屏等器材研究光的干涉现象的装置.图S13-3

实验中用激光照射双缝，其目的是产生________相同的两束光；为了增大光屏上干涉条纹的间距，只调节双缝间隙Δs，其他条件不变，应使Δs________(填“增大”或“减小”)；如果将红光换为紫光，其他条件不变，光屏上干涉条纹的间距将______(填“增大”或“减小”).解析：实验中用激光照射双缝的作用是形成频率相同的相干光源.由干涉条纹间距Δx＝

dΔsλ知，为了增大光屏上干涉条纹的间距，应使双缝间距离Δs减小.如果仅将红光激光器换为紫光激光器，其他条件都不变，则光屏上干涉条纹的间距减小.

答案：频率减小减小考向2利用反射光作为相干光源

【典题4】1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质，1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称为洛埃镜实验).

(1)洛埃镜实验的基本装置如图S13-4所示，S为单色光源，M为平面镜，试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.图S13-4

(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和l，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹，写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx的表达式.

解析：(1)