2020選考物理選修3-4第十一章實驗16用雙縫干涉測量光的波長

-觸捉處理-觸捉處理實驗16用雙縫干涉測量光的波長（同時

練習使用游標型測量頭）i及用鞏固業(yè)繼/涉實盼愎理實就目的2.觀察雙維T涉圖樣.掌握實騏方法實就目的3洲定小色光的駁氏 一實監(jiān)照理］.相鄰的條紋間距上』與人時北&R&.雙舜司工間BEd及雙摧與好的距離F.滿足關系式為:&?=九?'實驗器材一；以謹「涉伐、光具座、光躁，學生電源、導線.濾光片、單縫，雙縫，?'實驗器材一；4成瑞屏、游標噠喋呈頭、青度尺1，耍裝儀器口）將光源、遮此漪，毛玻璃W依次安放在光具座「地）接好電源.打開開關,但白熾燈正帶發(fā)光調節(jié)各靠件的高度.便光雷（燈紋發(fā)出的光睡沿軸續(xù)到達肥屏㈠〕安:裝單贊和雙握.中心位于遮光筒胸軸線匕使雙瞳和單存的縫平行2觀察萬記展a閑單舞與礴間昆為幾厘米時,觀察白光的f涉條毆12）在單縫和光源間放上波光JI.觀察單色光的T?涉條紋e6）調行潮盤頭.使分劃板中心刻度裁對齊第1條亮條軟的中心，圮下手輪匕的讀數七，轉動手輪.便分劃植向一制移動.當分劃板中心刻度緩。第也條陰條紋中心對齊時，汜下手輪上的制度機一刷相然兩疑紋間的距翦、_|%-此」?口換用不同的濾此片.濯最H他色光的波長-用刻度尺測睛出雙縫到無屏間的朋寓，由公式Jk耳三；》計算/t之更復圈量.W算，求出波氏的平均世注意事項（1）保證燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒共軸。（2）保持單縫和雙縫平行。（3）測雙縫到屏的距離l可用米尺測多次，取平均值。（4）測條紋間距Ax時，用測量頭測出n條亮（暗）條紋間的距離a,求出相鄰的兩條n—1亮（暗）條紋間的距離n—1實聆熱點突破 霎盼也出8個擊破熱點一游標型測量頭的讀數游標卡尺（1）游標卡尺的讀數=主尺讀數+游標尺讀數。⑵游標卡尺的讀數方法：“三看”①第一看一精確度②第二看一游標尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標尺最前端例如（如圖1所示）] 2 3仆 10圖1③第三看一游標尺的哪條（第N條）刻度線與主尺上的刻度線對齊TOC\o"1-5"\h\z【例11如圖2所示的三把游標卡尺，它們的游標卡尺從上至下分別為 9mm長10等分、19mm長20等分、49mm長50等分，它們的讀數依次為mm,mm,mm。/ 2tILJ」■IJ.LL]J」」」??IIIIIIrI1rItiO JO甲

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1 ~Iii|t?riiiii|ri-t1]口 m 卻0 1 2 3西圖2解析圖2甲讀數：整毫米是17,不足1毫米數是7X0.1mm=0.7mm,最后結果是17mm+0.7mm=17.7mm。圖2乙讀數:整毫米是23,不足1毫米數是17X0.05mm=0.85mm,最后結果是23mm+0.85mm=23.85mm。圖2內讀數：整毫米是3,不足1毫米數是9X0.02mm=0.18mm,最后2果是3mm+0.18mm=3.18mm。答案17.723.853.18熱點二實驗原理和數據處理【例2】（20184月浙江選考）（1）細絲和單縫有相似的衍射圖樣。在相同條件下，小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細絲I和細絲R,在光屏上形成的衍射圖樣如圖3中a和b所示。已知細絲I的直徑為0.605mm,細絲H的直徑為1.000mm。圖中的（填”我"b是細絲II的衍射圖樣。圖3（2）小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時， 嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗。單縫和平面鏡的放置如圖4所示，白熾燈發(fā)出的光經濾光片成為波長為人的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h、與光屏的距離為D,則條紋間距M=。隨后小明撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結構，則在光屏上（填“能”或“不能”）觀察到干涉條紋。濾光片：! f） II 平面皖圖4解析（1）衍射單縫越小，衍射越明顯，條紋間距越大；衍射單縫越大，衍射越不明顯，條紋間距越小，題圖a的條紋間距小，對應的細線比較粗，題圖b的條紋間距大，對應的細線比較細，因為1.000>0.605,所以選a。（2）本題中，單縫在平面鏡中的鏡像，與原來的單縫共同構成一組雙縫 （如圖），所以雙縫間距為d=2h,故及=的。不能，因為不符合發(fā)生干涉的條件。答案(1)a⑵果不能I跟進題組 _變用練透.現有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把它們放在如圖5所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。c ? ]W工/

'A A'圖5(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、???Ao⑵本實驗的步驟有：①取下遮光筒左側的元件，調節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；②按合理的順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用刻度尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)測量數條亮紋間的距離。在操作步驟②時還應注意?口解析(1)濾光片E可以從白光中選出單色紅光，單縫D是獲取線光源，雙縫B是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上。所以排列順序為：C、E、D、B、Ao(2)在操作步驟②時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸

線上答案（1）EDB（2）放置單縫、雙縫時，必須使縫平行 單縫、雙縫間的距離要適當.如圖6所示，在利用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，需要從標尺上讀出某條亮紋的位置。圖中所示的讀數是mm。I2 4 5f）I2a4567H10圖6若縫與縫間相距d,雙縫到屏間的距離為L,相鄰兩個亮條紋中心的距離為Ax,則光的波長表示為仁（?母表達式），某同學在兩個亮條紋之間測量，測出以下結果，其他數據為：d=0.20mm,L=700mm,測量Ax的情況如圖7所示，由此可計算出該光的波長為人=m示，由此可計算出該光的波長為人=m。IB解析從圖6中可以看出，主尺示數為5mm,游標尺第12條刻線與主尺上的刻線對齊，即游標尺示數為12X0.02mm=0.24mm,圖中的游標卡尺的示數為5mm+0.24mm=5.24mm。由干涉條紋間距的計算公式： 改=\入解得光的波長表達式為仁dLxo由圖7中可以求出條紋間距為Ax=950mm=1.96mm,代入數據L 5解得光的波長為仁5.6X10-7m。答案5.24LdAx5.6X1073.在“用雙縫干涉測量單色光的波長”實驗中，某同學準備的實驗儀器包括以下元件：A.白熾燈；B.單縫；C.毛玻璃屏；D.雙縫；E.遮光筒；F.紅色濾光片；G.凸透鏡（其中雙縫和光屏連在遮光筒上)(1)把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列順序是： AEC。(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋對齊，并將該亮紋定為第 1條亮紋，此時10等分的游標卡尺位置如圖9甲所示，其讀數為mm,繼續(xù)轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第7條亮紋中心對齊，此時游標卡尺位置如圖乙所示，其讀數為mm。TOC\o"1-5"\h\z2 3S 41I山1|口山］I111,1IIlliIIfHIIHTp|inIJHI1

n ioo io甲 乙圖9⑶若已知雙縫間距為0.2mm,測得雙縫到屏的距離為70.00cm,則所測紅光波長為。解析(1)該實驗中各元件的作用分別是：A.白熾燈——光源；B.單縫一一產生相干光；C.毛玻璃屏一一呈現能觀察的像；D.雙縫一一作為產生干涉現象的兩個波源；E.遮光筒一一避免外界光線干擾，便于觀察；F.紅色濾光片一一將白熾燈的其他色光過濾掉，只剩下紅光；G.凸透鏡一一將光源的發(fā)散光束匯聚，產生放大的效果。所以正確的排列順序是AGFBDEC。⑵甲圖中游標尺上第8條線與主尺刻度對齊，讀數為19mm+1mmX8=19.8mm；乙圖中游標尺上第3條