實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng) 導(dǎo)學(xué)案-高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

試卷第=page99頁，共=sectionpages99頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解“雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)一步理解影響干涉條紋間距的因素。2．觀察干涉圖樣，加深對(duì)干涉圖樣的認(rèn)識(shí)和理解。3．通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用光的干涉測(cè)定單色光的波長(zhǎng)?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1．觀察干涉圖樣，加深對(duì)干涉圖樣的認(rèn)識(shí)和理解。2．通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用光的干涉測(cè)定單色光的波長(zhǎng)?！緦W(xué)習(xí)過程】一、知識(shí)回顧1．產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋的條件：__________________________。2．（1）半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)_____條紋；（2）半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)_____條紋。3．同樣條件的雙縫實(shí)驗(yàn)，用不同的色光得到的相鄰亮（暗）條紋間的寬度_____。關(guān)系式：_______________4．單色光干涉條紋的特點(diǎn)是__________的，__________的。二、新課學(xué)習(xí)（一）實(shí)驗(yàn)原理1．實(shí)驗(yàn)原理式：_______________。2．公式中各物理量的含義是：l：__________________________。d：__________________________。λ：__________________________。Δx：_________________________。（二）實(shí)驗(yàn)裝置1．認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器：寫出儀器中各部分的名稱2．實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)節(jié)：①光源、透鏡、遮光筒等應(yīng)該__________。調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)光源和透鏡的高度，讓兩者和遮光筒等高。在未安裝單縫和雙縫時(shí)，能從遮光筒的另一端看到光源。②雙縫應(yīng)該__________放置。③單縫、雙縫的放置方向應(yīng)__________。調(diào)節(jié)方法：可以通過撥桿來調(diào)節(jié)單縫的放置方向。3．觀察白光的干涉圖樣：（1）看不到圖樣或圖樣較暗。原因：______________________________。（2）干涉條紋是斜的。原因：______________________________。（3）條紋不清晰。原因：______________________________。4．觀察紅光和藍(lán)光的干涉圖樣：紅光雙縫間距0.18mm紅光雙縫間距0.36mm藍(lán)光雙縫間距0.36mm（三）物理量的測(cè)量1．??的測(cè)量測(cè)量方式：雙縫到屏的距離??可以用__________測(cè)出。2．????的測(cè)量測(cè)量頭：測(cè)量??個(gè)亮條紋間的距離??，則：???__________。注意在測(cè)量n個(gè)亮條紋的距離時(shí)，要朝____________________旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭。最后用公式求出光的波長(zhǎng)：λ=（四）拓展：其他的測(cè)量方法1．__________2．__________3．__________4．__________5．__________【課堂練習(xí)】一、單選題1．“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，某同學(xué)通過測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)分劃板的中心刻線與亮條紋未對(duì)齊，如圖乙所示。下列操作中可使中心刻線與亮條紋對(duì)齊的是（）A．僅轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡 B．僅轉(zhuǎn)動(dòng)雙縫 C．僅轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 D．僅轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭2．下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是（）A．單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源B．用紅光和綠光分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（λ紅>λ綠），綠光干涉圖樣的條紋間距比紅光大C．雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源D．在光屏上能看到光的干涉圖樣，但在雙縫與光屏之間的空間卻沒有干涉發(fā)生3．如圖所示是一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,其中S為單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏．實(shí)驗(yàn)時(shí)用白光從左邊照射單縫S,可在光屏P上觀察到彩色的干涉條紋．現(xiàn)在S1、S2的左邊分別加上紅色和藍(lán)色濾光片,則在光屏P上可觀察到（）A．紅光和藍(lán)光兩套干涉條紋B．紅、藍(lán)相間的條紋C．兩種色光相疊加,但不出現(xiàn)干涉條紋D．屏的上部為紅光,下部為藍(lán)光,不發(fā)生疊加4．如圖甲所示為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片，然后通過單縫和雙縫，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋如圖乙所示，屏上P、P1、P2處依次排列著明條紋，Q1、Q2處出現(xiàn)暗條紋，P到S1、S2的距離相等。若遮光筒內(nèi)裝滿水，其它條件不變，則光屏上（）A．不再出現(xiàn)明暗相間的條紋 B．P處可能出現(xiàn)暗條紋C．P1處一定為明條紋 D．明暗相間的條紋間距變小5．如圖所示為一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置圖，其中光源為白熾燈泡，實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到清晰的干涉條紋。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．若取下濾光片，光屏上將出現(xiàn)彩色的干涉條紋B．將單縫向右平移一小段距離，光屏上相鄰兩條亮條紋中心的距離減小C．將雙縫間的距離增大，光屏上相鄰兩條暗條紋中心的距離增大D．將紅色濾光片換成綠色濾光片，光屏上相鄰兩條暗條紋中心的距離增大二、實(shí)驗(yàn)題6．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖所示。雙縫間的距離d=3mm。若測(cè)定紅光的波長(zhǎng)，選用紅色的濾光片，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得雙縫與屏之間的距離為0.70m，通過測(cè)量頭（與螺旋測(cè)微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500mm）觀察第1條亮條紋的讀數(shù)為0.004mm；觀察第5條亮條紋的位置如圖所示，其讀數(shù)為___________mm。則可求出相鄰條紋間距=___________mm，紅光的波長(zhǎng)=___________m（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。7．某同學(xué)在用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫間的間距為0.3mm，以某種單色光照射雙縫時(shí)，在離雙縫1.2m遠(yuǎn)的屏上，用測(cè)量頭測(cè)量條紋間的寬度：先將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對(duì)齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)x1如圖甲所示；然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對(duì)齊，此時(shí)手輪上的示數(shù)x6如圖乙所示為15.375mm。（1）x1=________mm，相鄰亮條紋間的寬度為________mm（結(jié)果保留3位小數(shù)）。（2）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，測(cè)得光的波長(zhǎng)是________m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（3）該雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是()A．減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小B．增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大C．增大單縫到雙縫的距離，干涉條紋間的距離增大D．將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大8．用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上。（1）某同學(xué)通過測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，如圖乙所示。若要使兩者對(duì)齊，該同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)____________。A．僅左右轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡B．僅旋轉(zhuǎn)單縫C．僅旋轉(zhuǎn)雙縫D．僅旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭（2）該同學(xué)正確操作后，在目鏡中看到如圖丙a所示的干涉條紋，A條紋中心線對(duì)應(yīng)的測(cè)量頭標(biāo)尺如圖丙b所示，其讀數(shù)是____________mm；B條紋中心線對(duì)應(yīng)的測(cè)量頭標(biāo)尺讀數(shù)為13.460mm，則相鄰兩亮條紋的間距是____________mm（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）。（3）已知上述裝置中雙縫的間距是0.30mm、雙縫和光屏之間的距離是900mm，則單色光的波長(zhǎng)為____________m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。9．小組同學(xué)利用雙縫干涉原理來測(cè)定光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中取雙縫間距，雙縫到光屏間距離，用某種單色光照射雙縫得到干涉圖樣如圖乙所示，分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別如圖丙、丁所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分別為___________、___________，該單色光的波長(zhǎng)為___________m（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。10．在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫間距d=0.20mm，像屏與雙縫屏間距L=700mm。（1）圖中的a、b、c三個(gè)位置對(duì)應(yīng)的器材為___________A．a(chǎn)是濾光片，b是單縫，c是雙縫B．a(chǎn)是單縫，b是濾光片，c是雙縫C．a(chǎn)是雙縫，b是濾光片，c是單縫（2）已知測(cè)量頭是50分格的游標(biāo)卡尺。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，像屏上出現(xiàn)的干涉條紋如圖a所示，其中數(shù)字是該同學(xué)給各亮紋的編號(hào)，此時(shí)圖b中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1=11.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖c所示，此時(shí)圖d中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2=____________mm；（3）利用題目中的已知量和上述測(cè)量結(jié)果，可計(jì)算出這種色光的波長(zhǎng)=__________nm。11．（1）現(xiàn)用如圖所示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量光的波長(zhǎng)。①在組裝儀器時(shí)單縫和雙縫應(yīng)該相互______放置。（選填“垂直”或“平行”）；②已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪使測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為1.16mm；接著再同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則讀數(shù)為______mm。已知雙縫間距d=2.00×10-4m，測(cè)得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.800m，所測(cè)光的波長(zhǎng)λ=______nm。（保留3位有效數(shù)字）；③為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)并未直接測(cè)量相鄰亮條紋間的距離?x，而是先測(cè)量n個(gè)條紋的間距再求出?x。下列實(shí)驗(yàn)采用了類似方法的有______。A．《探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律》的實(shí)驗(yàn)中合力的測(cè)量B．《探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量的測(cè)量C．《用單擺測(cè)重力加速度》的實(shí)驗(yàn)中單擺的周期的測(cè)量D．《用油膜法估測(cè)油酸分子的大小》的實(shí)驗(yàn)中1滴油酸酒精溶液體積的測(cè)量10/10參考答案：1．D2．C3．C4．D5．A6．

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