新课标2012年高考物理新课程实验19用双缝干涉测量光波长无忧

实验十九用双缝干涉测量光的波长基础知识梳理【实验目的】观察白光、单色光的干涉图样，测定单色光的波长．【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)纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝dΔx/l.基础知识梳理【实验器材】双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺等．测量头使用方法1．结构：由分划板、目镜、手轮等构成．如图14－5－1所示．基础知识梳理图14－5－1基础知识梳理2．用途：测两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx.图14－5－2基础知识梳理3．使用方法：转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图14－5－2所示)，记下此时手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时，记下手轮上的刻度数a2，两次读数之差就是这两条条纹间的距离，即Δx＝a1－a2.基础知识梳理【实验步骤】1．观察干涉条纹(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图14－5－3所示．图14－5－3基础知识梳理(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．(3)调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5cm～10cm，这时，可观察白光的干涉条纹．(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．基础知识梳理2.测定单色光的波长(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹．基础知识梳理(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)．(4)改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量．核心要点突破3．计算多组数据，求λ的平均值．二、误差分析1．双缝到屏的距离l的测量存在误差．2．测条纹间距Δx带来的误差核心要点突破(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度．(2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度．(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．核心要点突破三、注意事项1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养．2．安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．核心要点突破4．调节的基本依据是：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．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，要把它们放在图14－5－4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、________、A.高频考点例析题型一双缝干涉实验综合考查例1高频考点例析图14－5－3高频考点例析(2)本实验的实验步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理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用米尺测量双缝到屏的距离；高频考点例析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________．高频考点例析(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图14－5－5甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图14－5－5乙中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.高频考点例析图14－5－5高频考点例析(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算公式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.高频考点例析【解析】

(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、B.(2)单缝与双缝的间距为5cm～10cm，使单缝与双缝相互平行．(3)甲图的读数为2.320mm，乙图的读数为13.870mm，高频考点例析【答案】

(1)E、D、B(2)单缝与双缝的间距为5cm～10cm使单缝与双缝相互平行在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图14－5－6所示．(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：高频考点例析题型二实验误差来源及分析例2高频考点例析A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是________．高频考点例析图14－5－6高频考点例析(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图14－5－7所示，该读数为________mm.高频考点例析图14－5－7图14－5－8高频考点例析(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图14－5－8所示．则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值．(填“大于”、“小于”或“等于”)高频考点例析【思路点拨】误差分为系统误差和偶然误差，要想分析误差并减小误差，应确定误差来源．由图知由于分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上导致条纹间距测量值偏大．高频考点例析【解析】

(1)为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关，所以A、C、D选项正确．(2)固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为