【同步学练】高中物理人教版(2019)选择性必修1：第4章4.实验：用双缝干涉测量光的波长学案(学生版)

4．实验：用双缝干涉测量光的波长1．掌握双缝干涉测量波长的原理。2．学会安装实验器材，并能进行正确的实验操作、测量光的波长。类型一实验操作过程及仪器读数【典例1】在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)：(1)下列说法错误的是______(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距Δx＝a(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为______mm。[听课记录]类型二实验数据处理【典例2】利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m。图丙中游标卡尺的示数为________mm，图丁游标卡尺的示数为________mm。在实验中，所测单色光的波长为____________m。在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将________(选填“能”或“不能”)看到明暗相间的条纹。[听课记录]类型三创新实验设计【典例3】1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单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所示，S为单色光源，M为一平面镜。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；[听课记录](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。写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式。[听课记录]1．(2021·浙江6月选考)图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________(单选)。A．旋转测量头B．增大单缝与双缝间的距离C．调节拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________(单选)。A．减小单缝与光源间的距离B．减小单缝与双缝间的距离C．增大透镜与单缝间的距离D．增大双缝与测量头间的距离2．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示。双缝间的距离d＝3mm。(1)若测定红光的波长，应选用________色的滤光片。实验时需要测定的物理量有：____________和____________。(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm)观察到第1条亮纹的位置如图甲所示，第5条亮纹的位置如图乙所示。则可求出红光的波长λ＝__________m。(保留三位有效数字)甲乙3．(1)备有下列仪器：A．白炽灯B．双缝C．单缝D．滤光片E．白色光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写字母代号)。(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)。(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________。A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光B．增大双缝到屏的距离C．增大双缝到单缝的距离D．增大双缝间距4．(2022·山东潍坊高二联考)某同学在实验室找到了一台陈旧的激光器，铭牌已模糊不清，为了测出该激光器发出光的波长，他在实验室中进行了以下操作：a．将双缝放置在距墙面恰好是5块完整地板砖的位置；b．用激光器照射双缝，在墙面上得到了如图所示的清晰的干涉条纹。(1)图中第五条亮条纹中心位置的读数为__________cm，相邻两条亮条纹间距Δx＝________cm。(2)已知所用双缝的宽度d＝0.10mm，实验室的地面由“80cm×80cm”的地板砖铺成，则该激光器发出光的波长为________m(结果保留两位有效数字)。镀膜眼镜地处高原的雪山上，紫外线和绿光都很强烈，它们对人眼有很大的危害。用什么办法削弱它们呢？人们利用蒸镀的方法，使眼镜片覆盖一层薄薄的氟化镁薄膜，适当地掌握这个薄膜的厚度，使紫外线和绿光在薄膜的两个反射面上反射以后，均产生干涉加强。因此，绿光和紫外线在反光中的比例加大，透过镜片的比例自然就减少了，进入眼睛的光线就弱得多了。为了同时使两种不同波长的光都得到反射加强，常常把两种不同的材料交替蒸镀在镜片，制成多层干涉滤光膜，这就是多层干涉滤光片，它比单层滤光片的效果更好。薄膜的厚度、所选择的材料要根据反射加强的波长而定。眼镜片上的这层薄薄的干涉滤光膜就像一对忠实的门卫，它们防守着大门，把伤害眼睛的光拒之门外，使眼睛能够长时间地正常工作。1．镀膜眼镜能保护眼睛的原理是什么？2．镀膜眼镜的反射面是哪里？