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2025届高考物理一轮总复习第15单元热学热点练11气体实验定律与热力学第一定律的综合应用课件新人教版 (40)
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这是一份2025届高考物理一轮总复习第15单元热学热点练11气体实验定律与热力学第一定律的综合应用课件新人教版 (40)，共44页。PPT课件主要包含了落实基础主干，突破命题视角，答案AC，实验19，实验要点，DFC等内容，欢迎下载使用。
一、光的干涉1.定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现亮条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。2.条件:两束光的频率相同、相位差恒定。3.双缝干涉图样的特点(1)单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色亮条纹,其余为彩色条纹。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同。
二、光的衍射1.发生明显衍射现象的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显。2.几种常见的衍射图样
3.双缝干涉与单缝衍射图样对比单色光的双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹宽度不均匀,中央条纹最宽最亮,两边依次变窄变暗。
三、光的偏振 激光1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光。3.偏振光的形成(1)让自然光通过偏振片形成偏振光。(2)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
4.激光的特点及应用
[练一练]1.判断下列说法对错(1)若用白光作光源,干涉条纹是明暗相间的条纹。( )(2)水面上的油膜呈现彩色条纹,是油膜表面反射光与入射光叠加的结果。( )(3)衍射和干涉条纹都是明暗相间的,所以二者是一样的。( )(4)横波和纵波都能产生偏振现象。( )(5)激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好。( )
2.(多选)下列说法正确的是( )A.通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管,会看到彩色条纹,这是光的衍射现象B.减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度,单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中央亮条纹变窄C.太阳光通过三角形孔,当孔缩小时,先形成三角形光斑,最后形成太阳的像D.透过羽毛观察白炽灯,会看到彩色光晕,这是光的衍射
解析 当缝的宽度或障碍物的尺寸与光的波长差不多或比波长小时,会发生明显的衍射现象,且缝的宽度或障碍物的尺寸越小,衍射现象越明显,A、D正确;光的波长不变时,狭缝越窄衍射时中央亮条纹越宽,B错误;当三角形孔减小时,太阳光通过它先形成影,然后是小孔成像,当其尺寸与光的波长差不多时,会出现衍射图样,C错误。
3.(多选)用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样,双缝之间的距离是0.2 mm,用的是绿色滤光片,在毛玻璃屏上可以看到绿色干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直B.如果仅把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两亮条纹中心的距离变大C.仅把绿色滤光片换为红色,相邻两个亮条纹中心的距离增大了D.如果仅改用间距为0.3 mm的双缝,相邻两个亮条纹中心的距离变大
解析 干涉条纹与双缝平行,A错误;根据双缝干涉时相邻两个亮(或暗)条纹中心间距公式Δx= λ可知,如果仅l增大,则Δx增大,B正确;仅把绿色滤光片换为红色,λ变大,则Δx增大,C正确;如果仅改用0.3 mm的双缝,即仅d增大,则Δx减小,D错误。
4.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后,分别得到如图甲、乙所示的图样,则下列说法错误的是( )
A.甲图属于圆孔衍射B.乙图的亮斑是“泊松亮斑”,最早由泊松先推算出这个亮斑,后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑C.不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的D.发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里
解析 根据衍射条纹的特点可知甲图属于圆孔衍射,故A正确;乙图的亮斑是“泊松亮斑”,最早由泊松先推算出这个亮斑,但泊松认为这是非常荒谬的,后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑,故B错误;不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的,故C正确;发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里,故D正确。
考点一 光的双缝干涉现象
1.相邻两条亮(暗)条纹间的距离公式:Δx= λ,对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大。2.亮暗条纹的判断方法如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程差为Δr=r2-r1。
当Δr=kλ(k=0,1,2,…)时,光屏上的P'点处出现亮条纹。当Δr=(2k+1) (k=0,1,2,…)时,光屏上的P'点处出现暗条纹。
典例 (多选)(2023浙江衢州二中期末)由a、b两种单色激光组成的一束复色光,经过半反半透镜后分成透射光和反射光如图所示。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在光屏上形成干涉条纹。O点是两单色光中央亮条纹的中心位置,P1和P2分别是a、b两种单色光形成的距离O点最近的亮条纹的中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上,分别从另一侧面M和N位置射出。下列说法正确的是( )
A.a光的波长大于b光的波长B.a光的频率大于b光的频率C.b光通过三棱镜后从M位置射出D.在三棱镜中,b光的速度大于a光
解析 由双缝条纹间距公式Δx= λ,可知当波长越长,条纹间距越宽,由屏上亮条纹的位置可知λa>λb,则两束光的频率νa<νb,两束光的折射率na
A.Δx2大于Δx1B.该矿泉水的折射率为C.当介质为矿泉水时,P点与双缝光程差是2.5λD.当介质为真空时,发现P仍然是亮条纹,则P处不可能是P0上方的第7条亮条纹
考点二 薄膜干涉的理解及应用
薄膜干涉的理解和应用(1)形成:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加。
(2)亮、暗条纹的判断①在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现亮条纹。②在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1) (n=0,1,2,3,…),薄膜上出现暗条纹。
(3)应用:干涉法检查平面的平整度,如图所示。两板之间形成一楔形空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检查平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹;若被检查平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。
典例 (2023浙江宁海中学期末)利用薄膜干涉原理可以测量金属丝直径,将矩形平行玻璃板AB放在水平标准工件上面,右侧垫有粗细均匀的金属丝构成楔形空气膜,用波长为λ的光,垂直标准工件方向射向玻璃板,在玻璃板上方形成平行条纹,测出相邻两条纹中心间距离为Δx,金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点距离为L,如图所示,以下说法正确的是( )A.条纹方向平行于CDB.金属丝的直径C.当金属丝向右移动少许时,条纹宽度变小D.在同一位置换用更粗的金属丝时,条纹宽度变小
变式练(2023浙江柯桥中学高三选考模拟)户外滑雪要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛,不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的滑雪护目眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n=2.5,所要消除的紫外线的频率f=8.0×1014 Hz,这种“增反膜”的最小厚度为( )×10-7 mB.7.5×10-8 ×10-7 mD.1.5×10-7 m
考点三 光的衍射及偏振现象
一、光的衍射的理解1.对光的衍射的理解(1)波长越长,衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别。(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物的尺寸小得多时,光才可以看成是沿直线传播。
2.单缝衍射与双缝干涉的比较
3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于波的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理。都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的。
二、偏振现象与激光的理解1.对偏振光的理解要点(1)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时,透射的光最强;当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时,光不能穿过偏振片。(2)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时,仍会有部分光透过偏振片,只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间。
2.激光的特点及应用(1)相干性好。由于激光是相干光,所以它具有易于调制的特点,可用来传递信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。(2)平行度非常好。可以精确测距,现在利用激光测量地月距离的精确度已达到1 m。激光还被用来读取DVD、CD光盘等记录的信息。(3)亮度非常高。可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔。医学上用激光做“光刀”,也可焊接脱落的视网膜。另外还可以利用激光产生的高压引起核聚变等。
典例 (多选)一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置如图所示,检偏器的透振方向与起偏器的相同。一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的偏振方向发生变化,光接收器接收光的强度就会变化。关于这种温度计的工作原理,正确的说法是( )
A.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收光的强度就会越小,表示温度变化越大B.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收光的强度就会越小,表示温度变化越小C.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收光的强度就会越大,表示温度变化越小D.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收光的强度就会越大,表示温度变化越大
解析 温度变化越大,光纤的各个物理参量变化越大,光的偏振方向变化越大,光接收器接收光的强度会越小,故A、C正确,B、D错误。
实验19用双缝干涉实验测量光的波长
二、注意事项1.调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。2.放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,转动手轮,使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离。4.不要直接测Δx,要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx,这样可以减小误差。5.白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外层。
考点一 实验原理与实验操作典例 (2023浙江宁波期末)在实验室用双缝干涉测光的波长,实验装置如图甲所示。
(1)双缝、光屏、单缝,依次是图甲中的 (填图中的字母)。
(2)图乙是实验得到的红光双缝干涉图样照片,根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距 (选填“相等”或“不相等”)。 (3)在某次测量中,观察分划板中心线与图乙亮条纹P中心对齐时的情形,如图丙所示。然后转动测量头手轮,当分划板中心线与亮条纹Q中心对齐时,目镜中观察到的图应为图丁中的 。
(4)已知单缝与光屏间距为L1,双缝与光屏的间距为L2,单缝与双缝间距为d1,双缝间距为d2,图乙中分划板中心线与亮条纹P中心对齐时手轮读数为x1,与亮条纹Q中心对齐时手轮读数为x2(x2>x1),则实验测得该光的波长的表达式为 。
解析 (1)双缝干涉测光的波长的实验中,设备摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、滤光筒、光屏。(2)由图乙可判断双缝干涉的亮条纹间距相等。(3)转动测量头手轮,当分划板中心线与亮条纹Q中心对齐时,目镜中观察到的图应为图丁中的A。
考点二 数据处理与误差分析本实验的数据处理主要集中在以下两点:1.干涉图样或条纹间距变化的分析;2.干涉光波长或双缝间距的计算等。
典例 在用双缝干涉测量光的波长的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图甲所示,并选用缝中心间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处,则 。 A.可观察到水平方向的干涉条纹B.可观察到竖直方向的干涉条纹C.看不到干涉现象
(2)若取下滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中 。 A.观察不到干涉条纹B.可观察到明暗相间的白条纹C.可观察到彩色条纹(3)若实验中得到的干涉图样如图乙所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时,手轮上的读数分别为x1、x2,则入射的单色光波长的计算表达式为λ= 。分划板刻线在某条亮条纹位置时手轮上的示数如图丙所示,则读数为 mm。
一、光的干涉1.定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现亮条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。2.条件:两束光的频率相同、相位差恒定。3.双缝干涉图样的特点(1)单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色亮条纹,其余为彩色条纹。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同。
二、光的衍射1.发生明显衍射现象的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显。2.几种常见的衍射图样
3.双缝干涉与单缝衍射图样对比单色光的双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹宽度不均匀,中央条纹最宽最亮,两边依次变窄变暗。
三、光的偏振 激光1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光。3.偏振光的形成(1)让自然光通过偏振片形成偏振光。(2)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
4.激光的特点及应用
[练一练]1.判断下列说法对错(1)若用白光作光源,干涉条纹是明暗相间的条纹。( )(2)水面上的油膜呈现彩色条纹,是油膜表面反射光与入射光叠加的结果。( )(3)衍射和干涉条纹都是明暗相间的,所以二者是一样的。( )(4)横波和纵波都能产生偏振现象。( )(5)激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好。( )
2.(多选)下列说法正确的是( )A.通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管,会看到彩色条纹,这是光的衍射现象B.减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度,单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中央亮条纹变窄C.太阳光通过三角形孔,当孔缩小时,先形成三角形光斑,最后形成太阳的像D.透过羽毛观察白炽灯,会看到彩色光晕,这是光的衍射
解析 当缝的宽度或障碍物的尺寸与光的波长差不多或比波长小时,会发生明显的衍射现象,且缝的宽度或障碍物的尺寸越小,衍射现象越明显,A、D正确;光的波长不变时,狭缝越窄衍射时中央亮条纹越宽,B错误;当三角形孔减小时,太阳光通过它先形成影,然后是小孔成像,当其尺寸与光的波长差不多时,会出现衍射图样,C错误。
3.(多选)用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样,双缝之间的距离是0.2 mm,用的是绿色滤光片,在毛玻璃屏上可以看到绿色干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直B.如果仅把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两亮条纹中心的距离变大C.仅把绿色滤光片换为红色,相邻两个亮条纹中心的距离增大了D.如果仅改用间距为0.3 mm的双缝,相邻两个亮条纹中心的距离变大
解析 干涉条纹与双缝平行,A错误;根据双缝干涉时相邻两个亮(或暗)条纹中心间距公式Δx= λ可知,如果仅l增大,则Δx增大,B正确;仅把绿色滤光片换为红色,λ变大,则Δx增大,C正确;如果仅改用0.3 mm的双缝,即仅d增大,则Δx减小,D错误。
4.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后,分别得到如图甲、乙所示的图样,则下列说法错误的是( )
A.甲图属于圆孔衍射B.乙图的亮斑是“泊松亮斑”,最早由泊松先推算出这个亮斑,后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑C.不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的D.发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里
解析 根据衍射条纹的特点可知甲图属于圆孔衍射,故A正确;乙图的亮斑是“泊松亮斑”,最早由泊松先推算出这个亮斑,但泊松认为这是非常荒谬的,后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑,故B错误;不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的,故C正确;发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里,故D正确。
考点一 光的双缝干涉现象
1.相邻两条亮(暗)条纹间的距离公式:Δx= λ,对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大。2.亮暗条纹的判断方法如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程差为Δr=r2-r1。
当Δr=kλ(k=0,1,2,…)时,光屏上的P'点处出现亮条纹。当Δr=(2k+1) (k=0,1,2,…)时,光屏上的P'点处出现暗条纹。
典例 (多选)(2023浙江衢州二中期末)由a、b两种单色激光组成的一束复色光,经过半反半透镜后分成透射光和反射光如图所示。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在光屏上形成干涉条纹。O点是两单色光中央亮条纹的中心位置,P1和P2分别是a、b两种单色光形成的距离O点最近的亮条纹的中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上,分别从另一侧面M和N位置射出。下列说法正确的是( )
A.a光的波长大于b光的波长B.a光的频率大于b光的频率C.b光通过三棱镜后从M位置射出D.在三棱镜中,b光的速度大于a光
解析 由双缝条纹间距公式Δx= λ,可知当波长越长,条纹间距越宽,由屏上亮条纹的位置可知λa>λb,则两束光的频率νa<νb,两束光的折射率na
A.Δx2大于Δx1B.该矿泉水的折射率为C.当介质为矿泉水时,P点与双缝光程差是2.5λD.当介质为真空时,发现P仍然是亮条纹,则P处不可能是P0上方的第7条亮条纹
考点二 薄膜干涉的理解及应用
薄膜干涉的理解和应用(1)形成:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加。
(2)亮、暗条纹的判断①在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现亮条纹。②在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1) (n=0,1,2,3,…),薄膜上出现暗条纹。
(3)应用:干涉法检查平面的平整度,如图所示。两板之间形成一楔形空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检查平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹;若被检查平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。
典例 (2023浙江宁海中学期末)利用薄膜干涉原理可以测量金属丝直径,将矩形平行玻璃板AB放在水平标准工件上面,右侧垫有粗细均匀的金属丝构成楔形空气膜,用波长为λ的光,垂直标准工件方向射向玻璃板,在玻璃板上方形成平行条纹,测出相邻两条纹中心间距离为Δx,金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点距离为L,如图所示,以下说法正确的是( )A.条纹方向平行于CDB.金属丝的直径C.当金属丝向右移动少许时,条纹宽度变小D.在同一位置换用更粗的金属丝时,条纹宽度变小
变式练(2023浙江柯桥中学高三选考模拟)户外滑雪要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛,不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的滑雪护目眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n=2.5,所要消除的紫外线的频率f=8.0×1014 Hz,这种“增反膜”的最小厚度为( )×10-7 mB.7.5×10-8 ×10-7 mD.1.5×10-7 m
考点三 光的衍射及偏振现象
一、光的衍射的理解1.对光的衍射的理解(1)波长越长,衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别。(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物的尺寸小得多时,光才可以看成是沿直线传播。
2.单缝衍射与双缝干涉的比较
3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于波的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理。都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的。
二、偏振现象与激光的理解1.对偏振光的理解要点(1)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时,透射的光最强;当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时,光不能穿过偏振片。(2)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时,仍会有部分光透过偏振片,只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间。
2.激光的特点及应用(1)相干性好。由于激光是相干光,所以它具有易于调制的特点,可用来传递信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。(2)平行度非常好。可以精确测距,现在利用激光测量地月距离的精确度已达到1 m。激光还被用来读取DVD、CD光盘等记录的信息。(3)亮度非常高。可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔。医学上用激光做“光刀”,也可焊接脱落的视网膜。另外还可以利用激光产生的高压引起核聚变等。
典例 (多选)一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置如图所示,检偏器的透振方向与起偏器的相同。一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的偏振方向发生变化,光接收器接收光的强度就会变化。关于这种温度计的工作原理,正确的说法是( )
A.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收光的强度就会越小,表示温度变化越大B.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收光的强度就会越小,表示温度变化越小C.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收光的强度就会越大,表示温度变化越小D.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收光的强度就会越大,表示温度变化越大
解析 温度变化越大,光纤的各个物理参量变化越大,光的偏振方向变化越大,光接收器接收光的强度会越小,故A、C正确,B、D错误。
实验19用双缝干涉实验测量光的波长
二、注意事项1.调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。2.放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,转动手轮,使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离。4.不要直接测Δx,要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx,这样可以减小误差。5.白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外层。
考点一 实验原理与实验操作典例 (2023浙江宁波期末)在实验室用双缝干涉测光的波长,实验装置如图甲所示。
(1)双缝、光屏、单缝,依次是图甲中的 (填图中的字母)。
(2)图乙是实验得到的红光双缝干涉图样照片,根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距 (选填“相等”或“不相等”)。 (3)在某次测量中,观察分划板中心线与图乙亮条纹P中心对齐时的情形,如图丙所示。然后转动测量头手轮,当分划板中心线与亮条纹Q中心对齐时,目镜中观察到的图应为图丁中的 。
(4)已知单缝与光屏间距为L1,双缝与光屏的间距为L2,单缝与双缝间距为d1,双缝间距为d2,图乙中分划板中心线与亮条纹P中心对齐时手轮读数为x1,与亮条纹Q中心对齐时手轮读数为x2(x2>x1),则实验测得该光的波长的表达式为 。
解析 (1)双缝干涉测光的波长的实验中,设备摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、滤光筒、光屏。(2)由图乙可判断双缝干涉的亮条纹间距相等。(3)转动测量头手轮,当分划板中心线与亮条纹Q中心对齐时,目镜中观察到的图应为图丁中的A。
考点二 数据处理与误差分析本实验的数据处理主要集中在以下两点:1.干涉图样或条纹间距变化的分析;2.干涉光波长或双缝间距的计算等。
典例 在用双缝干涉测量光的波长的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图甲所示,并选用缝中心间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处,则 。 A.可观察到水平方向的干涉条纹B.可观察到竖直方向的干涉条纹C.看不到干涉现象
(2)若取下滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中 。 A.观察不到干涉条纹B.可观察到明暗相间的白条纹C.可观察到彩色条纹(3)若实验中得到的干涉图样如图乙所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时,手轮上的读数分别为x1、x2,则入射的单色光波长的计算表达式为λ= 。分划板刻线在某条亮条纹位置时手轮上的示数如图丙所示,则读数为 mm。
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