【講與練】高中物理人教版(2019)選擇性必修1：4.4 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課件

第四章光4．實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動(dòng)探究課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)目標(biāo)體系構(gòu)建目標(biāo)體系構(gòu)建

課前預(yù)習(xí)反饋

實(shí)驗(yàn)器材

知識(shí)點(diǎn)

1雙縫干涉儀，即光具座、光源、_________、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、_________。另外，還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、_________等。濾光片測(cè)量頭刻度尺實(shí)驗(yàn)原理

知識(shí)點(diǎn)

2如圖所示，與兩縫之間的距離d相比，每個(gè)狹縫都很窄，寬度可以忽略。兩縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0，雙縫到屏的距離OP0＝L物理量的測(cè)量

知識(shí)點(diǎn)

31．L的測(cè)量：雙縫到屏的距離可以用_________測(cè)出。2．Δx的測(cè)量：相鄰兩條亮條紋間的距離需用_________測(cè)出。為減小誤差，可測(cè)出n個(gè)亮條紋間的距離a，再求出相鄰兩個(gè)亮條紋間的距離Δx＝______。刻度尺測(cè)量頭課內(nèi)互動(dòng)探究要點(diǎn)提煉1.實(shí)驗(yàn)過程(1)按照如圖所示的裝置安裝好儀器，調(diào)整光源的位置，使光源發(fā)出的光能平行地進(jìn)入遮光筒并照亮光屏。(也可直接用雙縫干涉儀)(2)放置單縫和雙縫，使縫相互平行，調(diào)整各部件的間距，觀察白光的雙縫干涉圖樣。3．注意事項(xiàng)(1)放置單縫和雙縫時(shí)，必須使縫平行。間距大約為5～10cm。(2)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上。(3)測(cè)量頭的中心刻線要對(duì)應(yīng)著亮(或暗)紋的中心。(4)要多測(cè)幾個(gè)亮紋(或暗紋)中心間的距離，再求Δx。(5)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰主要原因是單縫與雙縫不平行所致?？键c(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理典例剖析

某同學(xué)利用如圖甲所示裝置測(cè)量光的波長(zhǎng)。典例1(1)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋的中心對(duì)齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)為3.730mm，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對(duì)齊，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示，則圖乙讀數(shù)為_______________mm，已知雙縫間距d＝0.3mm，雙縫到光屏的距離l＝600mm，由以上數(shù)據(jù)得這種光的波長(zhǎng)λ＝_________nm。(2)以下操作，能使條紋間距變大的是_____。A．將濾光片由紅色換成藍(lán)色

B．增大單縫到雙縫的距離C．增大雙縫到光屏的距離

D．換一個(gè)間距較大的雙縫10.330660C(2023·湖南岳陽(yáng)一中高三月考)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻線對(duì)齊A條紋中心線時(shí)(如圖甲)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻線對(duì)齊B條紋中心線時(shí)(如圖乙)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示，A與B間有3條條紋，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖丙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_______mm。圖丁中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_________mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是___________，所測(cè)光的波長(zhǎng)為_____________m。(保留兩位有效圖數(shù)字)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?11.616.6減小誤差6.3×10－7考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)器材及其步驟典例剖析

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，要把它們放在如圖一所示的光具座上組裝成雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。(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。典例1E、D、B(2)實(shí)驗(yàn)的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接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(cè)量雙縫到屏的距離；④用測(cè)量頭測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意單縫和雙縫間的距離為5～10cm和_______________________。使單縫與雙縫相互平行解析：(1)為獲取單色線光源，白光光源后面要有濾光片、單縫、雙縫，即為E、D、B。(2)在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意使單縫與雙縫相互平行，使一個(gè)線光源變?yōu)轭l率相等的兩個(gè)線光源。(1)如圖所示是用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖，圖中①是光源，②是濾光片，③是單縫，④是雙縫，⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相鄰兩亮條紋之間距離的是_______。A．增大③和④之間的距離B．增大④和⑤之間的距離C．將綠色濾光片改成紅色濾光片D．增大雙縫之間的距離對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?BC(2)如果把光源內(nèi)燈泡換成激光電源，該實(shí)驗(yàn)照樣可以完成，這時(shí)可以去掉的部件是_______(填數(shù)字代號(hào))。(3)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋，手輪的示數(shù)如圖甲所示。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮條紋，手輪的示數(shù)如圖乙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是_______mm。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)②③1.61(4)在(3)前提下，如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm，雙縫和光屏之間的距離是900mm，則待測(cè)光的波長(zhǎng)是__________________m。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)5.37×10－7課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)1．(2023·山東濰坊高二期末)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中：(1)已知雙縫到光屏的距離L＝500mm，雙縫間距d＝0.50mm，單縫到雙縫的距離s＝100mm。某同學(xué)在測(cè)量時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，在測(cè)量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)A亮紋的中心，手輪上的讀數(shù)是4.077mm；然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)B亮紋的中心，如圖所示，手輪上的讀數(shù)是_____________mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)λ＝___________________m(保留2位有效數(shù)字)。5.6655.3×10－7(2)若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測(cè)量，可以采用的改善方法有_______。A．增大雙縫間距B．減小雙縫間距C．增大雙縫到屏的距離D．增大雙縫到單縫的距離BC2．(2022·河南省南陽(yáng)市高二下學(xué)期3月第一次聯(lián)考)某同學(xué)“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”。(1)如圖所示，若將某單色光束照在雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖乙圖樣，是平行且等寬的明暗相間的條紋。換用間距更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋間距將_______；保持雙縫間距不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋間距將_______(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)；(2)為測(cè)量該單色光的波長(zhǎng)，將光束垂直射向間距為d的雙縫(每個(gè)縫的寬度很窄，寬度可忽略)，在雙縫后面距離為L(zhǎng)處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F(xiàn)使測(cè)量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對(duì)齊，經(jīng)測(cè)量得出5條亮條紋之間的距離為a，則該單色光的波長(zhǎng)為______。變寬變窄3．(2023·山東省青島市高二調(diào)研)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)以線狀白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察