2018年高三物理一轮总复习 专题15.4 用双缝干涉测量光的波长名师伴学

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1、专题15.4用双缝干涉测量光的波长课前预习●自我检测1．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是(　　)A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．增大双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源E．换用频率更低的单色光源【答案】　BCE2．用单色光做双缝干涉实验，在光屏上某点P，从中央O点开始计数，P点恰好为第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照射，其他的条件不变，那么不可能的是(　　)A．P处仍为第三条亮纹B．

2、P处可能是第四条亮纹C．P处可能是第二条亮纹D．若将光屏向双缝移近一些，在P处可能看到第二条亮纹E．中央O点仍为亮纹【答案】　ACD【解析】　波长短，双缝到P点光程差不变，故A、C不可能；若将光屏向双缝移近一些，条纹间距变小，故D不可能．3．(1)备有下列仪器：A．白炽灯B．双缝C．单缝D．滤光片　E．白色　光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写字母代号)．(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100mm，某同

3、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A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．(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【答案】　(1)ADCBE　(2)6.4×10－7　(3)AB4．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中

4、，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②__________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取____________或____________的方法.【答案】　滤光片　单缝屏　双缝屏　增大双缝屏到光屏的距离　减小双缝屏两缝间距离【解析】　做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏．由条纹间距公式Δx＝λ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离．5．在“用双

5、缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距d＝0.2mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图13410乙(a)所示，图13410乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图13410乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图13410丙(a

6、)所示，此时图13410丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.【答案】　(1)15.02　(2)2.31　6.6×102课堂讲练●典例分析【要点提炼】一：实验原理1．相邻明纹(暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导如图所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1

7、，PS2＝r2.在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形．有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．则：x＝ltanθ≈lsinθ有：r2－r1＝d若P处为亮纹，则d＝±kλ，(k＝0,1,2，…)解得：x＝±kλ.(k＝0,1,2，…)相邻两亮纹或暗纹的中心距离：Δx＝λ.2．测量原理由公式Δx＝λ可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；l是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝

8、Δx计算出入射光波长的大小．3．条纹间距Δx的测定如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝.4、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏