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    高考物理一轮复习第13章实验18用双缝干涉实验测量光的波长课件
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    高考物理一轮复习第13章实验18用双缝干涉实验测量光的波长课件

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    这是一份高考物理一轮复习第13章实验18用双缝干涉实验测量光的波长课件,共36页。PPT课件主要包含了实验储备·一览清,实验类型·全突破,类型1,类型2,答案660,答案A,答案大于,答案DC,答案AC,答案C等内容,欢迎下载使用。

    类型1  教材原型实验 多维探究
    考向1 实验原理与操作 [典例1] 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,要把它们放在如图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。
    海南卷 2022·T12
    (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。
    [解析] 透红光的滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D是获取线光源,双缝B是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上。所以排列顺序为:C、E、D、B、A。
    [答案] E D B 
    (2)本实验的步骤有: ①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮; ②按合理的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用刻度尺测量双缝到屏的距离; 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时还应注意放置单缝、双缝时,必须使缝________和单缝、双缝间的距离要________。
    [解析] 在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上。
    [答案] 平行 适当 
    (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数为________ mm,求得相邻亮条纹的间距Δx为________ mm。
    [答案] 13.870 2.310 
    (4)已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算式λ= ,求得所测红光波长为________ nm。
    考向2 数据处理与误差分析 [典例2] (2022·辽宁丹东测试)某同学利用如图1所示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
    A位置读数   B位置读数  图2
    (1)关于本实验下列说法正确的是________。 A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮,可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致 B.若想增加从目镜中观察到的条纹个数应将屏向远离双缝的方向移动 C.使用间距更小的双缝会使条纹间距变小
    (2)某次测量时,选用的双缝的间距为0.4 mm,测得屏与双缝间的距离为0.5 m,用某种单色光实验得到的干涉条纹如图2所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数也如图2中所示,则A位置对应的读数为________ mm。已知B位置对应的读数为15.6 mm,则相邻条纹中心的间距为______ mm,所测单色光的波长为_____ nm。
    [答案] 11.1 0.75 600 
    (3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图3所示,在这种情况下测量相邻条纹间距Δx时,测量值________实际值。(选填“大于”“小于”或“等于”)
    类型2  拓展创新实验 多维探究
    考向1 实验器材创新 [典例3] (2023·湖北荆州高三检测)小沈同学进行“用双缝干涉测量波长”的实验, (1)其中部分器材如下: A.白炽灯  B.凸透镜  C.单缝片 D.滤光片  E.测量头  F.双缝片 将以上器材安装在光具座遮光筒上时,自光源起合理的顺序是(填字母):A、B、________、________、F、E。
    [解析] 根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知,从左向右依次为:白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头。将以上器材安装在光具座遮光筒上时,自光源起合理的顺序是:A、B、D、C、F、E。
    (2)某次观察时,透过测量头观察到了绿光的干涉条纹,但条纹的亮度很低,为了便于测量,下列方法能够使条纹亮度增加的是________。 A.增加光源的功率 B.将毛玻璃换成透明玻璃 C.换一个面积更大的凸透镜 D.调节测量头的位置
    [解析] 为了便于测量,要使条纹亮度增加,即使得单位时间内的光子数目增多,应当增加光源的功率,故A正确;将毛玻璃换成透明玻璃,不会看到亮条纹,故B错误;将凸透镜换成一个面积更大的凸透镜,则光的强度将增强,亮度增加,故C正确;调节测量头的位置,亮度不变,故D错误。
    (3)下列图示中条纹间距表示正确的是________。
    A      B     C       D   
    [解析] 干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和,为两个相邻的明条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故图C是正确的,图A、B、D错误。
    (4)如图所示是小沈同学参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行的实验,图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断,第一次实验中的________。
    甲         乙
    A.单缝与双缝的缝距一定较大 B.光强度较小 C.光源离双缝的距离较大 D.双缝离光传感器的距离可能较小
    [解析] 由图可知,第一次得到的条纹间距较小,根据Δx= 可知:单缝与双缝的缝距对条纹间距无影响,A错误;光强度对条纹间距无影响,B错误;光源离双缝的距离对条纹间距无影响,C错误;双缝离光传感器的距离l较小,则条纹间距较小,D正确。
    创新点解读  (1)利用凸透镜的聚光作用提升干涉条纹的亮度。 (2)利用光传感器与计算机结合得到干涉图样光强分布图。
    考向2 实验原理与装置创新 [典例4] 洛埃德(H.Llyd)在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
    (1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,________相当于另一个“缝”;
    [解析] 根据题图可知,如果S被视为其中的一个缝,S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”。
    [答案] S经平面镜成的像S′(或S′) 
    (2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”);
    [解析] 根据题意可知,把光屏移动到和平面镜接触,光线经过平面镜反射后将会有半波损失,因此接触点P处是暗条纹。
    (3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个亮条纹到第12个亮条纹的中心间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=________ m(结果保留3位有效数字)。
    [答案] 6.33×10-7
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