2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第十三章光學(xué)實(shí)驗(yàn)三用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)課件

1、基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,要點(diǎn)研析突破,例題(2015·湖北八校第三次聯(lián)考)現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)．(1)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒

2、的軸線上；,要點(diǎn)研析突破,③用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；④用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋問(wèn)的距離．在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意_______________________________________________________和________________________________________________________,(2)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，

3、此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖(a)所示．然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖(b)中手輪上的示數(shù)為_(kāi)_______mm，求得相鄰亮紋的間距Δx＝________mm.,(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4 m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計(jì)算式λ＝________，求得所測(cè)紅光的波長(zhǎng)為_(kāi)_____________ nm.解析： (1)在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必

4、須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為5～10 cm.(2)圖(b)讀數(shù)為x2＝13.5 mm＋37.0×0.01 mm＝13.870 mm，圖(a)讀數(shù)為x1＝2.0 mm＋32.0×0.01 mm＝2.320 mm所以相鄰亮紋間距Δx＝ 310 mm(3)由條紋間距離公式Δx＝(l/d)

5、λ得λ＝ ，代入數(shù)值得λ＝6.6×10－7 m＝6.6×102 nm答案：(1)見(jiàn)解析　( 2)13.870　2. 310　(3)　 6.6×102(或660),要點(diǎn)研析突破,感悟提升：分劃板刻線能否對(duì)齊干涉條紋，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，由于明暗條紋的單線不很清晰，測(cè)量時(shí)應(yīng)對(duì)齊干涉明(或暗)條紋的中心．方法如下：把明(或暗)條紋嵌在分劃板兩根短刻線之間，使條

6、紋的兩邊緣與短刻線的距離相等，這時(shí)，中心刻線就對(duì)齊在條紋的中心．為減小測(cè)量誤差，x1及x2的讀數(shù)應(yīng)重復(fù)測(cè)幾次，取其平均值．,要點(diǎn)研析突破,,,在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)按照題目要求回答下列問(wèn)題.（1）如圖所示，甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________.,要點(diǎn)研析突破,,,（2）將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測(cè)量紅光的波長(zhǎng).將白光光源C

7、放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為_(kāi)____.(填寫(xiě)元件代號(hào))(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50 mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖a所示，分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖b所示，則其示數(shù)為_(kāi)____ mm；在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖c所示.由以上所測(cè)數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)____ m.,要點(diǎn)研析突破,,,解析：(1)光的干涉條紋是等間距的，

8、故題圖中的干涉條紋是圖甲.(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，圖丙中的光具座上自左向右放置的光學(xué)元件依次為白光光源、透紅光的濾光片、單縫、雙縫、光屏，故答案為EDBA.(3)由圖b可知，A位置所對(duì)應(yīng)的條紋位置為x1＝111 mm＋2×0.05 mm＝111.10 mm，由圖c可知，B位置所對(duì)應(yīng)的條紋位置為x2＝115 mm＋12×0.05 mm＝115.60 mm，故條紋間距Δx＝ ≈0.64 mm，將

9、其代入Δx＝ ，解得λ＝ Δx＝0.500.50×0.64×10-6 m＝6.4×10-7 m.答案：(1)甲 (2)EDBA (3)111.106.4×10-7,,1．(2015·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1____Δx2 (填“＞”“＜”

10、或“＝”)．若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630 nm，雙縫到屏幕的距離為1.00 m，測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，則雙縫之間的距離為_(kāi)_____mm.解析：雙縫干涉條紋寬度Δx＝λ，因?yàn)榧t光波長(zhǎng)長(zhǎng)，故Δx1>Δx2；其中Δx1＝ 10.5/5 mm＝2.1 mm，l＝1×103 mm，λ＝6.30×10－4 mm，帶入解得d＝0.300 mm.答案：>　0.300失分警示：第

11、二空算錯(cuò)條紋數(shù)，誤以為是6Δx1.,速效提升訓(xùn)練,2.在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如下圖)：①下列說(shuō)法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的________．(填選項(xiàng)前的字母)A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊C．為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距Δx＝a/(n－1)．,②測(cè)量某亮紋位置時(shí)，

12、手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為_(kāi)_______mm.,解析：①在不放置單縫和雙縫時(shí)才能根據(jù)光屏上光斑的形狀來(lái)判定光束是否沿遮光筒的軸線傳播，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；因條紋寬度是指相鄰亮紋中心或相鄰暗紋中心之間的距離，故B項(xiàng)正確；微小量累積法可有效減小測(cè)量中的偶然誤差，故C項(xiàng)正確．②手輪上固定刻度讀數(shù)為1.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為47.0×0.01 mm，故測(cè)量結(jié)果為1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.答案：

13、①A　②1.970,3．用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)中采用雙縫干涉儀，它包括以下元件：A．白熾燈　　　　B．單縫片　　　　C．光屏D．雙縫 E．遮光筒 F．濾光片(其中雙縫和光屏連在遮光筒上)(1)正確調(diào)節(jié)裝置后，在屏上觀察到紅光干涉條紋，用測(cè)量頭測(cè)出10條紅亮條紋間的距離為a；改用綠色濾光片，其他條件不變，用測(cè)量頭測(cè)出10條綠亮條紋間的距離為b，則一定有a________b(填“大于”、“小于”或“等于”)．(2)在雙縫干

14、涉實(shí)驗(yàn)中，濾光片的作用是________________，單縫的作用是____________________，雙縫的作用是__________________．,解析：由于紅光的波長(zhǎng)大于綠光的波長(zhǎng)，根據(jù)Δx＝λ可知，紅色光的干涉條紋間距大于綠色光的干涉條紋間距，因此a>b.(2)各元件的作用為：濾光片的作用是獲得單色光，單縫的作用是形成線光源，雙縫的作用是形成相干光源．答案：(1)大于　(2)獲得單色光　形成線光源　形成