2027届新高考物理热点精准复习：实验+用双缝干涉测量光的波长

物理2027届新高考物理热点精准复习用双缝干涉测量光的波长目录12基础自主落实课前

自检自测·回归教材

能力探究突破课中课堂互动·考教衔接基础

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二、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上,如图所示。(2)接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度和角度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏。(4)安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距为5~10cm。(5)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。2.测量单色光的波长(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心,记下此时手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中心,记下此时手轮上的读数an。(3)用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)。(4)改变双缝间的距离d,双缝到光屏的距离l,重复测量。

五、注意事项1.安装时,注意使光源、透镜、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。2.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。3.调节的基本依据:照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴;干涉条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行。易错辨析(1)调节双缝干涉的实验装置时,要注意调节光源的高度,使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(

)(2)用双缝干涉测光的波长时,单缝和双缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。(

)(3)用双缝干涉测光的波长时,用测量头直接测出Δx,这样可以减小误差。(

)√√×考点一教材原型实验能力探究突破课中

课堂互动·考教衔接角度一实验原理与操作例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,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置,用以测量红光的波长。(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,由左到右,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:①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;②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;③用刻度尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤②时还应注意

和

。

EDB放置单缝、双缝时,必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当(3)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图所示。若要使两者对齐,该同学应如何调节

。

旋转测量头,分划板竖线随之旋转,可使分划板竖线与亮条纹对齐解析

(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,所以表示各光学元件的字母排列顺序为C、E、D、B、A。(2)在操作步骤②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、双缝和毛玻璃屏的中心位于遮光筒的轴线上。(3)旋转测量头,分划板竖线随之旋转,可使分划板竖线与亮条纹对齐。

BC(2)已知双缝到光屏的距离l=500mm,双缝之间的距离d=0.50mm,单缝到双缝的距离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亮条纹A的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示,A位置读数为

mm,B位置读数为

mm,则入射光的波长λ=

m(结果保留2位有效数字)。

11.115.66.4×10-7(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AB

考点二创新拓展实验角度

实验的改进和创新例3

洛埃在1834年设计了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,单色光从单缝S射出,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S'。(1)通过洛埃镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,

相当于另一个“缝”。

(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15mm,单缝到光屏的距离D=1.2m,观测到第3条亮条纹中心到第12条亮条纹中心的间距为22.78mm,则该单色光的波长λ=

m