（浙江專版）2023版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十一章機械振動機械波光電磁波實驗18用雙縫干涉測量光的波長（同時練習(xí)使用測量頭）學(xué)案

PAGEPAGE1實驗18用雙縫干預(yù)測量光的波長(同時練習(xí)使用測量頭)(加試)[考綱解讀](1)知道獲得理想干預(yù)條紋的實驗要求。(2)知道測量頭的使用方法，會測量明條紋的間距。(3)會用控制變量的方法，分別研究光的顏色、雙縫距離和雙縫與屏之間距離等與條紋間距的關(guān)系。(4)會根據(jù)給出的波長表達式計算不同顏色的波長。附：測量頭的構(gòu)造及使用如圖甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會向左右移動，測量時，應(yīng)使分劃板中心刻度對齊條紋的中心，如圖乙所示，記下此時手輪上的讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離。實際測量時，要測出n條明紋(暗紋)的寬度，設(shè)為a，那么Δx＝eq\f(a,n－1)?？记绊氈?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?？键c一實驗操作及實驗現(xiàn)象分析1.(多項選擇)某同學(xué)在做雙縫干預(yù)實驗時，按裝置圖安裝好實驗裝置，在光屏上卻觀察不到干預(yù)圖樣，這可能是由于()A.光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致，相差較大B.沒有安裝濾光片C.單縫與雙縫不平行D.光源發(fā)生的光束太強解析安裝實驗器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒軸線上，單縫與雙縫要相互平行，才能使實驗成功。當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不致太暗。綜上所述，可知選項A、C正確。答案AC2.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，要把它們放在如下圖的光具座上組裝成雙縫干預(yù)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。(2)本實驗的步驟有：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(xué)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(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____________。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、A。(2)在操作步驟②時應(yīng)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(dāng)；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(dāng)考點二實驗數(shù)據(jù)處理1.如下圖，在利用雙縫干預(yù)測量光的波長的實驗中，需要從標(biāo)尺上讀出某條亮紋的位置。圖中所示的讀數(shù)是________mm。假設(shè)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Δx，那么光的波長表示為λ＝________(字母表達式)，某同學(xué)在兩個亮條紋之間測量，測出以下結(jié)果，其他數(shù)據(jù)為：d＝0.20mm，L＝700mm，測量Δx的情況如下圖，由此可計算出該光的波長為：λ＝________________解析從圖中可以看出，主尺示數(shù)為5mm，游標(biāo)尺第12條刻線與主尺上的刻線對齊，即游標(biāo)尺示數(shù)為：12×0.02mm＝0.24mm，圖中的游標(biāo)卡尺的示數(shù)為：5mm＋0.24mm＝5.24mm。由干預(yù)條紋間距的計算公式：Δx＝eq\f(L,d)λ，解得光的波長表達式為：λ＝eq\f(dΔx,L)。由圖中可以求出條紋間距為：Δx＝eq\f(9.80,5)mm＝1.96mm，代入數(shù)據(jù)解得光的波長為：λ＝5.6×10－7m。答案5.24eq\f(d,L)Δx5.6×10－72.在雙縫干預(yù)實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干預(yù)條紋間距Δx1與綠光的干預(yù)條紋間距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞〞、“＝〞或“＜〞)。假設(shè)實驗中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，那么雙縫之間的距離為________答案＞0.33.(1)楊氏干預(yù)實驗證明光確實是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個光源，它們發(fā)出的光波滿足干預(yù)的必要條件，那么兩列光的________相同。如下圖，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在________(選填“A〞、“B〞或“C〞)點會出現(xiàn)暗條紋。(2)在上述楊氏干預(yù)實驗中，假設(shè)單色光的波長λ＝5.89×10－7m，雙縫間的距離d＝1mm，雙縫到屏的距離l＝2m答案(1)頻率C(2)1.178×10－24.在“用雙縫干預(yù)測量單色光的波長〞實驗中，某同學(xué)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：A________EC。(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(biāo)卡尺位置如圖甲所示，其讀數(shù)為________mm，繼續(xù)轉(zhuǎn)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(biāo)卡尺位置如圖乙所示，其讀數(shù)為________mm。(3)假設(shè)雙縫間距為0.2mm，測得雙縫到屏的距離為70.00cm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——產(chǎn)生相干光；C.毛玻璃屏——呈現(xiàn)能觀察的像；D.雙縫——作為產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象的兩個波源；E.遮光筒——防止外界光線干擾，便于觀察；F.紅色濾光片——將白熾燈的其他色光過濾掉，只剩下紅光；G.凸透鏡——將光源的發(fā)散光束會聚，產(chǎn)生放大的效果。所以正確的排列順序是AGFBDEC。(2)甲圖中游標(biāo)尺上第8條線與主尺刻度對齊，讀數(shù)為19mm＋eq\f(1mm,10)×8＝19.8mm；乙圖中游標(biāo)尺上第3條線與主尺刻度對齊，讀數(shù)為30mm＋eq\f(1mm,10)×3＝30.3mm。(3)在雙縫干預(yù)現(xiàn)象中，條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，由(2)可知，條紋