2019版高考物理一轮复习 实验增分 专题16 用双缝干涉测量光的波长学案

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1、实验十六　用双缝干涉测量光的波长考纲要求考情分析命题趋势用双缝干涉测量光的波长2016·江苏卷，12B(2)高考主要侧重考查以下三个方面：1.实验操作的规范性考查；2.实验数据的记录和分析；3.实验误差分析知识梳理·夯实基础一、实验目的1．理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器．2．观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样．3．掌握利用公式Δx＝λ测波长的方法．二、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光

2、的波长λ之间满足λ＝d．三、实验器材双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．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，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数．然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的刻度．两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离．实际测量时，要测出n条亮条纹(暗条纹)的间距，设为a，那么Δx＝．四

3、、实验步骤1．安装仪器(1)将光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行．2．观察与记录(1)调整单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹．(2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动

4、，当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两条纹间的距离Δx＝.　(4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长．3．数据处理用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l，由公式λ＝Δx计算波长．重复测量、计算，求出波长的平均值．五、误差分析测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距Δx测量不准，或双缝到屏的距离测不准都会引起误差，但都属于偶然误差，可采用多次测量取平均值的方法来减小误差．六、注意事项1．调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的一束光能够沿

5、着遮光筒的轴线把屏照亮．2．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上．3．调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐，记清此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条纹间的距离．4．不要直接测Δx，要测多个亮条纹的间距再计算得Δx，这样可以减小误差．5．白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．核心考点·分层突破考点1　实验原理和操作[例1]现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C，单缝D和透红

6、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、__E__、__D__、__B__、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)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤

7、②时还应注意__放置单缝、双缝时，必须使缝平行__和__单缝、双缝间的距离要适当__．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．实验记忆口诀亮光源、滤光片，单缝双缝成一线；遮光筒、测量头，中间有屏把像留；单缝双缝平行放，共轴调整不能忘；分划线，亮

8、条纹，对齐平行测得准；n条亮纹读尺数，相除可得邻间距；缝距筒长记分明，波长公式要记清．考点2　数据处理和误差分析[例2]在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示．(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D．干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是__D__．(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如