新課標(biāo)2012年高考物理新課程實驗19用雙縫干涉測量光波長無憂

實驗十九用雙縫干涉測量光的波長基礎(chǔ)知識梳理【實驗?zāi)康摹坑^察白光、單色光的干涉圖樣，測定單色光的波長．【實驗原理】單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長λ之間滿足λ＝dΔx/l.基礎(chǔ)知識梳理【實驗器材】雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭組成)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等．測量頭使用方法1．結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成．如圖14－5－1所示．基礎(chǔ)知識梳理圖14－5－1基礎(chǔ)知識梳理2．用途：測兩條相鄰明(暗)條紋間的距離Δx.圖14－5－2基礎(chǔ)知識梳理3．使用方法：轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會左、右移動．測量時，應(yīng)使分劃板中心刻線對齊條紋的中心(如圖14－5－2所示)，記下此時手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻線對齊另一條相鄰的條紋中心時，記下手輪上的刻度數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是這兩條條紋間的距離，即Δx＝a1－a2.基礎(chǔ)知識梳理【實驗步驟】1．觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如圖14－5－3所示．圖14－5－3基礎(chǔ)知識梳理(2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏．(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5cm～10cm，這時，可觀察白光的干涉條紋．(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．基礎(chǔ)知識梳理2.測定單色光的波長(1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．(2)使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第n條亮紋．基礎(chǔ)知識梳理(3)用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)．(4)改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測量．核心要點突破3．計算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值．二、誤差分析1．雙縫到屏的距離l的測量存在誤差．2．測條紋間距Δx帶來的誤差核心要點突破(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度．(2)誤認(rèn)為Δx為亮(暗)條紋的寬度．(3)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心．(4)測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清．核心要點突破三、注意事項1．雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)．2．安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)．3．光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近．核心要點突破4．調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)．現(xiàn)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(xué)元件，要把它們放在圖14－5－4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．(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、A.高頻考點例析題型一雙縫干涉實驗綜合考查例1高頻考點例析圖14－5－3高頻考點例析(2)本實驗的實驗步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用米尺測量雙縫到屏的距離；高頻考點例析④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離．在操作步驟②時還應(yīng)注意________和________．高頻考點例析(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖14－5－5甲所示．然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖14－5－5乙中手輪上的示數(shù)________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為________mm.高頻考點例析圖14－5－5高頻考點例析(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計算公式λ＝________，求得所測紅光波長為________nm.高頻考點例析【解析】

(1)雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序為：光源、濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應(yīng)填：E、D、B.(2)單縫與雙縫的間距為5cm～10cm，使單縫與雙縫相互平行．(3)甲圖的讀數(shù)為2.320mm，乙圖的讀數(shù)為13.870mm，高頻考點例析【答案】

(1)E、D、B(2)單縫與雙縫的間距為5cm～10cm使單縫與雙縫相互平行在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖14－5－6所示．(1)以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點：高頻考點例析題型二實驗誤差來源及分析例2高頻考點例析A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D．干涉條紋間距與光的波長有關(guān)以上幾點中你認(rèn)為正確的是________．高頻考點例析圖14－5－6高頻考點例析(2)當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條刻度線時，手輪上的示數(shù)如圖14－5－7所示，該讀數(shù)為________mm.高頻考點例析圖14－5－7圖14－5－8高頻考點例析(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖14－5－8所示．則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________實際值．(填“大于”、“小于”或“等于”)高頻考點例析【思路點撥】誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差，要想分析誤差并減小誤差，應(yīng)確定誤差來源．由圖知由于分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上導(dǎo)致條紋間距測量值偏大．高頻考點例析【解析】

(1)為使屏上的干涉條紋清晰，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，所得條紋的疏密程度與雙縫間距離、光的波長有關(guān)，所以A、C、D選項正確．(2)固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為