一轮复习新人教版实验18用双缝干涉实验测量光的波长课件（32张）

实验18用双缝干涉实验测量光的波长梳理必备知识回归教材一、实验目的1.了解光波产生稳定干涉现象的条件。2.观察白光和单色光的双缝干涉图样。3.测定单色光的波长。二、实验原理三、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),另外还有学生电源、导线、刻度尺。四、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,如图所示。(2)接好电源,打开开关,使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。(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5～10cm,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。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。(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。(4)重复测量、计算,求出波长的平均值。五、数据处理3.计算多组数据,求λ的平均值。六、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。4.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;干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行,故应正确调节。七、误差分析1.双缝到光屏的距离l的测量存在误差。2.测条纹间距Δx带来的误差。(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。(2)分划板中心刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于亮条纹中心。(3)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。提升关键能力突破考点考点一基础性实验[例1][实验原理与实验器材](2022·福建龙岩三模)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长。(1)图甲中标示的器材P应为

。

A.凸透镜 B.凹透镜C.红色滤光片 D.红色毛玻璃片解析:(1)题图甲中标示的器材P应为红色滤光片,C正确,A、B、D错误。答案:(1)C[例1][实验原理与实验器材](2022·福建龙岩三模)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长。(2)图乙为干涉图样,转动测量头上的手轮,使分划板中心刻线对准图乙所示的明条纹A的中心,此时游标卡尺的示数如图丙所示,则游标卡尺的读数x1=

mm。

解析:(2)游标卡尺为10分度游标卡尺,精确值为0.1mm,题图丙游标卡尺的读数为0mm+4×0.1mm=0.4mm。答案:[例1][实验原理与实验器材](2022·福建龙岩三模)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长。(3)再转动手轮,使分划板中心刻线向右边移动,直到对准明条纹B的中心,此时游标卡尺的示数如图丁所示,已知双缝间距离d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm。则该单色光的波长是

nm。

答案:(3)720[例2][数据处理与误差分析](2022·北京西城区三模)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。物理小组用如图甲所示的实验装置测光的波长。解析:(1)由题图丙可知x6=15mm+37.6×0.01mm=15.376mm。答案:(1)实验仪器。如图乙所示,将测量头的分划板中心刻线与A亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数x1=2.331mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与B亮纹中心对齐,记下此时图丙中手轮上的示数x6=

mm。

[例2][数据处理与误差分析](2022·北京西城区三模)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。物理小组用如图甲所示的实验装置测光的波长。(2)实验原理。已知双缝间距d=0.3mm,双缝到屏的距离l=1.2m,由计算式λ=

,可得所测光的波长为

m。(计算式用题中出现的字母表示,波长保留2位有效数字)

[例2][数据处理与误差分析](2022·北京西城区三模)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。物理小组用如图甲所示的实验装置测光的波长。(3)误差分析。在其他操作都正确的前提下,下列操作中一定会使测量结果偏小的是

。

A.数到第7条亮条纹时误记为第6条B.测量相邻两条亮条纹的间距作为ΔxC.测量单缝到屏的距离作为lD.测间距时使分划板中心刻线与暗条纹中心对齐解析:(3)数到第7条亮条纹时误记为第6条,由λ表达式可知测量值偏大,故A不符合题意;测量相邻两条亮条纹的间距作为Δx,虽然没有通过累积法而减小误差,但测量结果不一定偏小,也可能偏大,故B不符合题意;测量单缝到屏的距离作为l,即l比真实值偏大,根据λ表达式可知测量值偏小,故C符合题意;测间距时使分划板中心刻线与暗条纹中心对齐,由于明暗条纹宽度相同,所以该操作对实验结果无影响,故D不符合题意。答案:(3)C考点二创新性实验[例3][实验原理的创新](2023·北京海淀区模拟)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(1)图甲、乙都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是

(选填“甲”或“乙”)。

解析:(1)双缝干涉的图样是等间距的、明暗相间的条纹,故干涉图样是甲。答案:(1)甲[例3][实验原理的创新](2023·北京海淀区模拟)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为C、

。(填写元件代号)

解析:(2)白色光源后面依次是滤光片、单缝、双缝、光屏,光学元件的排列顺序应为C、E、D、B、A。答案:(2)E、D、B、A解析:(3)光先通过单缝再通过双缝,二者相互平行放置。故A、D正确,B、C错误。答案:(3)AD[例3][实验原理的创新](2023·北京海淀区模拟)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(3)组装仪器时,单缝和双缝的空间关系应该为

。(多选)

代表单缝,b代表双缝代表双缝,b代表单缝C.二者相互垂直放置D.二者相互平行放置[例3][实验原理的创新](2023·北京海淀区模拟)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(4)将红色滤光片改为绿色滤光片,其他实验条件不变,在目镜中仍可看见清晰的条纹,则

。(多选)

A.条纹为竖条纹B.条纹为横条纹C.与红光相比条纹间距变窄D.与红光相比条纹间距变宽答案:(4)AC解析:(5)若只将滤光片去掉,各种颜色的光都会通过双缝,将会出现彩色的干涉条纹,中间为各种颜色的光的亮条纹,叠加后为白色。故D正确,A、B、C错误。答案:(5)D[例3][实验原理的创新](2023·北京海淀区模拟)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(5)若只将滤光片去掉,下列说法正确的是

。

A.屏上出现彩色衍射条纹,中央是紫色亮条纹B.屏上出现彩色衍射条纹,中央是白色亮条纹C.屏上出现彩色干涉条纹,中央是红色亮条纹D.屏上出现彩色干涉条纹,中央是白色亮条纹[例4][实验情境的创新](2022·福建漳州三模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。(1)单缝宽度为h,双缝间距为d,双缝与屏距离为l,当采取下列四组数据中的哪一组时,可能在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹

。(填正确答案标号)

A.h=10mm,d=0.2mm,l=10cmB.h=10mm,d=10mm,l=80cmC.h=1mm,d=0.2mm,l=80cmD.h=1mm,d=10mm,l=10cm答案:(1)C解析:(2)手轮上分度值为0.01mm,故读数为4.5mm+44.5×0.01mm=4.945mm。答案:[例4][实验情境的创新](2022·福建漳州三模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图乙所示,读数为

mm。

答案:(3)大于[例4][实验情境的创新](2022·福建漳州三模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。(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,如图丙所示。则在这种情况下波长的测量值

(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。

[例5][实验方法的创新](2022·福建厦门二模)寒假期间某同学利用图甲所示生活中的物品,测量了某型号刀片的厚度。实验过程如下:(1)点燃蜡烛,用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑。(2)并齐捏紧两片刀片,在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕。(3)如图乙所示,将激光光源和玻璃片固定在桌上,并将作为光屏的白纸固定在距离足够远的墙上。(4)打开激光光源,调整光源的高度并使激光沿水平方向射出,恰好能垂直入射在两划痕上。(5)观察白纸上的干涉条纹如图