（山东专用）2021高考物理一轮复习 实验21 用双缝干涉测光的波长课件

机械振动与机械波光电磁波与相对论第十三章实验21用双缝干涉测光的波长01主干回顾·强化根基◎误差分析1．双缝到屏的距离l的测量存在误差．2．测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度．(2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度．(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．(4)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．◎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．分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)条纹平行，否则会增大测量的误差．4．测量双缝至屏的距离l，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏，切勿松动．02核心考点·探究突破考点一实验原理与操作[例1]某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示．(1)粗略调试后，出现了干涉图样，但不够清晰，以下调节做法正确的是()A．旋转测量头B．上下拨动金属拨杆C．左右拨动金属拨杆D．前后拨动金属拨杆(2)该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________.A．仅左右转动透镜B．仅旋转单缝C．仅旋转双缝D．仅旋转测量头CD(3)下列图示中条纹间距表示正确是________.CE解析(1)考查操作知识，左右拨动金属拨杆，可使单缝与双缝平行，增加光的透射，可得到更加清晰的图样，选C．(2)旋转测量头，可使刻度线与条纹平行，选D．(3)相邻的明或暗条纹间距等于相邻两明或暗条纹中心间的距离，故选CE.[例2]在观察光的双缝干涉现象的实验中：(1)将激光束照在如图所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是下图中的()(2)换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将________.(填“变宽”、“变窄”或“不变”)A变宽变窄解析(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确；(2)根据Δx＝ldλ知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到光屏的距离l减小时，条纹间距变窄．考点二实验数据处理[例3]某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图乙中的黑点代表亮点的中心位置．甲乙(1)这个现象说明激光具有________性．(2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝间距离为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则激光的波长λ＝abL.该同学测得L＝1.0000m、双缝间距a＝0.220mm，用十分度游标卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图乙所示．图乙中第1个到第4个光点的距离是________mm，实验中激光的波长λ＝__________m.(均保留两位有效数字)(3)如果实验时将红色激光换成蓝色激光，屏上相邻两光点间的距离将________.波动8.86.5×10－7变小解析(1)题述现象是光的干涉现象，干涉现象是波特有的特征，所以说明激光具有波动性．(2)由游标卡尺的读数原理知第1个到第4个光点的距离是8.8mm.由题意知b＝8.83mm，a＝0.220mm，L＝1.0000m，所以波长λ＝abL≈6.5×10－7m.(3)蓝光波长小于红光波长，由λ＝abL可得b＝Laλ，知相邻两光点间距离将变小．[例4]用双缝干涉测光的波长．实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100mm，双缝与屏的距离L2＝600mm，单缝宽d1＝0.10mm，双缝间距d2＝0.20mm.用观测头来测量光屏上干涉亮条纹中心间的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准屏上中心亮条纹一侧的第1条亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数为0.640mm，转动测量头，使分划板中心刻线对准中心亮条纹同侧的第7条亮纹的中心(如图丙所示)，记下此时手轮上的读数为________mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为____________m(结果保留两位有效数字)．在本实验中如果增大双缝与屏的距离，则光屏上得到的条纹间距将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．10.2955.4×10－7增大解析图丙中螺旋测微器的固定刻度读数为10.0mm，可动刻度读数为0.01×29.5mm＝0.295mm，所以最终读数为10.0＋0.295＝10.295mm.根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝Ldλ得，λ＝ΔxdL＝dx2－x17－1L＝0.2×10－3×10.295－0.640×10－36×600×10－3≈5.4×10－7m.间距公式Δx＝Ldλ，将双缝到屏距离增大，即L增大，则条纹间距变大．