高考物理一轮复习第11章实验16用双缝干涉测量光的波长学案

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1、实验16　用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)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。(3)测双缝到屏的距离l可用米尺测多次，取平均值。(4)测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(暗)条纹间的距离a，求出相邻的两条亮(暗)条纹间的距离Δx＝。热点一　游标型测量头的读数游标卡尺5(1)游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数。(2)游标卡尺的读数方法：“三看”①第一看→精确度②第二看→游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端例如(如图1所示)图1③第三看→游标尺的哪条(第N条)刻度线

2、与主尺上的刻度线对齐【例1】　如图2所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为________mm，________mm，________mm。图2解析　图2甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1mm＝0.7mm，最后结果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。图2乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05mm＝0.85mm，最后结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。图2丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是9×0.02mm＝0.18mm，最后

3、结果是3mm＋0.18mm＝3.18mm。答案　17.7　23.85　3.18热点二　实验原理和数据处理【例2】　(2018·4月浙江选考)(1)细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图3中a和b所示。已知细丝Ⅰ的直径为0.605mm，细丝Ⅱ的直径为1.000mm。图中的________(填“a”或“b”)是细丝Ⅱ的衍射图样。5图3(2)小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图4所示，白炽灯发出的光经滤光片

4、成为波长为λ的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线的距离为h、与光屏的距离为D，则条纹间距Δx＝________。随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上________(填“能”或“不能”)观察到干涉条纹。图4解析　(1)衍射单缝越小，衍射越明显，条纹间距越大；衍射单缝越大，衍射越不明显，条纹间距越小，题图a的条纹间距小，对应的细线比较粗，题图b的条纹间距大，对应的细线比较细，因为1.000>0.605，所以选a。(2)本题中，单缝在平面镜中的镜像，与原来的单缝

5、共同构成一组双缝(如图)，所以双缝间距为d＝2h，故Δx＝。不能，因为不符合发生干涉的条件。答案　(1)a　(2)　不能1.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5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。5图5(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

6、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

7、)放置单缝、双缝时，必须使缝平行　单缝、双缝间的距离要适当2.如图6所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，需要从标尺上读出某条亮纹的位置。图中所示的读数是________mm。图6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＝0.20mm，L＝700mm，测量Δx的情况如图7所示，由此可计算出该光的波长为λ＝______m。图7解析　从图6中可以看出，主尺示数为5mm，游标尺第12条刻线与主尺5上的刻线

8、对齐，即游标尺示数为12×0.02mm＝0.24mm，图中的游标卡尺的示数为5mm＋0.24mm＝5.24mm。由干涉条纹间距的计算公式：Δx＝λ，解得光的波长表达式为λ＝。由图