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时间:2018-12-18
《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》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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.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,
2、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-8-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
3、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,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_____
4、_______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-8-【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,
5、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)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
6、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P0-8-.对屏上与P0距离为x的一点P,两缝与P的距离PS1=r1,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
7、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=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、
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