（浙江专版）2019版高考物理大一轮复习 第十一章 机械振动 机械波 光 电磁波 实验18 用双缝干涉测量光的波长（同时练习使用测量头）学案

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1、 实验18　用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)(加试) [考纲解读]　(1)知道获得理想干涉条纹的实验要求。(2)知道测量头的使用方法，会测量明条纹的间距。(3)会用控制变量的方法，分别研究光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系。(4)会根据给出的波长表达式计算不同颜色的波长。 附：测量头的构造及使用 如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图乙所示，记下此时手轮上的读数。 两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。 实际测量时，要测出n条明纹(暗纹)的宽度，设为a，那么Δ

2、x＝。 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。 考点一　实验操作及实验现象分析 1.(多选)某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于(　　) A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大 B.没有安装滤光片 C.单缝与双缝不平行 D.光源发生的光束太强 解析　安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功。当然还要使光源发出的光束不致太暗。综上所

3、述，可知选项A、C正确。 答案　AC 2.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： 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

4、螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。 在操作步骤②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 考点二　实验数据处理 1.如图所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，需要从标尺

5、上读出某条亮纹的位置。图中所示的读数是________ mm。 若缝与缝间相距d，双缝到屏间的距离为L，相邻两个亮条纹中心的距离为Δx，则光的波长表示为λ＝________(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：d＝0.20 mm，L＝700 mm，测量Δx的情况如图所示，由此可计算出该光的波长为：λ＝________________ m。 解析　从图中可以看出，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 mm＝5.24 mm。由干涉条纹间距

6、的计算公式：Δx＝λ，解得光的波长表达式为：λ＝。由图中可以求出条纹间距为：Δx＝ mm＝1.96 mm，代入数据解得光的波长为：λ＝5.6×10－7 m。 答案　5.24　Δx　5.6×10－7 2.在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”、“＝”或“＜”)。若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________ mm。 答案　＞　0.3 3.(1)杨氏干涉实验证明光的

7、确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的________相同。如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹。 (2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m。第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L＝________。 答案　(1)频率　C　(2)1.178×10－2 m 4.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

8、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) (1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A________EC。 (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。 (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)

9、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 mm＋×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 mm＋×3＝30.3 mm。 (3)在双缝干涉现象中，条纹间距Δx＝λ，由(2)可知，条纹间距为Δx＝ mm＝1.75 mm，所以λ＝Δx＝×1.75 mm＝0.0 005 mm＝5×10－7 m。 答案　(1)GFBD　(2)19.8　30.3　(3)5×10－7 m 5