资源简介 第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长1、2题每题5分,3题4分,4题9分,5题12分,共35分1.(2023·无锡市高二期末)如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法正确的是( )A.滤光片应置于双缝和测量头之间B.拨杆的作用是调节单缝的宽度C.实验中将6个条纹间距误数成7个,则波长测量值将偏小D.如图乙,若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,可通过旋转双缝进行调整2.(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图),下列说法正确的是( )A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C.为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距Δx=D.某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光3.(4分)实验中需测定的相邻条纹间距Δy指图中的________。4.(9分)(2024·福州市高二期末)“用双缝干涉实验测量光的波长”实验装置如图甲所示(1)(3分)某次测量中,分划板中心刻线对齐某一条亮纹的中心时,游标卡尺的游标尺位置如图乙所示,该读数为________ mm;(2)(3分)下列说法中正确的是________;A.去掉滤光片后,光屏上的干涉条纹消失B.去掉单缝后,光屏上仍然呈现清晰的干涉条纹C.实验中要注意使单缝与双缝相互平行,以便在光屏上得到清晰的干涉条纹(3)(3分)若双缝间距为d,测出双缝与光屏间的距离L及n条亮纹中心间的距离为x,则计算该单色光波长的表达式为λ=________(用题中所给字母表示)。5.(12分)(2023·白城市高二月考)某同学利用双缝干涉实验测量光的波长,实验装置如图所示,操作如下:a.接好电源,打开开关,使光源正常发光;b.调整各器件高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏;c.调节光源到凸透镜的距离,使其光线刚好被聚焦到单缝上;d.调节拨杆,使单缝与双缝平行;e.调整测量头(由分划板、目镜、手轮等构成),直至可在目镜端观察到干涉条纹;f.旋转手轮完成测量。(1)(3分)经过以上细心调节,该同学通过目镜观察,发现可以在毛玻璃上观察到彩色条纹,但无法观察到等间距的单色条纹,为了解决这一问题,该同学可在凸透镜和单缝之间增加________(填“偏振片”或“滤光片”)。(2)(3分)做出适当调整后,该同学再次重复前面操作,终于在毛玻璃上看到了清晰的明暗相间的单色条纹,只不过发现里面的亮条纹与分划板刻线不平行,如图所示,若要使两者平行对齐,该同学应__________。A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头(3)(3分)再次调节之后,测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示,然后同方向转动测盘头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数________ mm。(4)(3分)已知双缝间距d为2.1×10-4 m,测得双缝到屏的距离L为0.700 m,求得所测光的波长为________ nm。6.(15分)(2023·漳州市高二期中)某同学利用图示装置测量某绿色光的波长。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:(1)(5分)若想减小条纹间距,该同学可________。A.将屏向靠近双缝的方向移动B.使用间距更小的双缝C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更大的双缝(2)(5分)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为L,测得第1条明条纹到第n条明条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=________。(3)(5分)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图所示,在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx,则波长的测量值________其实际值(填“大于”“小于”或“等于”)。第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长1.C [滤光片的作用是将复色光变为单色光,单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光,因此滤光片应该放在单缝之前,故A错误;调节拨杆只能调整单缝的角度,使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样,故B错误;由公式Δy=λ得λ=,可得实验中将6个条纹间距误数成7个,则Δy偏小,测得的波长值偏小,故C正确;旋转测量头,分划板竖线随之旋转,可使分划板竖线与亮条纹对齐,故D错误。]2.BC [调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,故A错误;测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,故B正确;n条亮条纹之间有n-1个间距,相邻两条亮条纹的间距Δx=,故C正确;某同学用黄光作为入射光,根据Δx=λ可知,为了增大干涉条纹的间距,应采用波长大于黄光的红光或橙光,不可以改用波长比黄光短的蓝光作为入射光,故D错误。]3.CE [干涉条纹的中心间距是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和,等于两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故题图C、E是正确的。]4.(1)13.50 (2)C (3)解析 (1)读数为13 mm+10×0.05 mm=13.50 mm。(2)若去掉滤光片,能观察到干涉图样,只不过是各色光重叠产生的彩色条纹,故A错误;双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定,撤去单缝屏,不能获取相干光源,所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了,故B错误;实验中要注意使单缝与双缝相互平行,以便在光屏上得到清晰的干涉条纹,故C正确。(3)n条亮纹中心间的距离x,则条纹间距Δx==λ,该单色光波长的表达式为λ=。5.(1)滤光片 (2)D (3)13.870 (4)693解析 (1)要观察到等间距的单色条纹,需要用单色光做实验,因此该同学可在凸透镜和单缝之间增加滤光片。(2)旋转测量头,分划板的竖线随之旋转,可使分划板的竖线与亮条纹平行,故选D。(3)由题图乙可知,手轮上的示数为13.5 mm+0.01×37.0 mm=13.870 mm。(4)题图甲所示手轮上的示数为2.320 mm,相邻亮条纹的间距Δy= mm=2.310 mm,由Δy=λ得λ=Δy,代入数据得λ=693 nm。6.(1)AD (2) (3)大于解析 (1)根据题意,由公式Δx=λ可知,若想减小条纹间距,可以换波长更短的光,将屏向靠近双缝的方向移动,换间距更大的双缝,故选A、D。(2)由=得λ=。(3)条纹与分划板中心刻线不平行时,实际值Δx实=Δx测cos θ,θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角,故Δx实<Δx测,由Δx=λ得λ=Δx,可知测量值大于实际值。第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长[学习目标] 1.了解实验装置,知道实验原理。2.会用测量头测量亮条纹的间距(重点)。3.经历实验过程,能分析双缝干涉条纹的信息,测得光的波长(难点)。一、实验目的1.用双缝干涉实验装置测量光的波长。2.学习测量________距离的方法。二、实验器材________(毫米刻度尺)、双缝干涉仪[由光源、________、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、________(如图)组成]、学生电源。三、实验原理与设计根据双缝干涉的条纹间距公式可得λ=Δy,分别测量l和Δy(实验中d已知),可求得光波波长,为减小测量误差,可先测n个条纹间距,再求相邻条纹间距。四、实验步骤1.如图所示,在光具座上把各光学元件装配好。调节各光学元件中心共轴。2.先观察光屏上的白光干涉条纹的特点,再给光源加上不同的滤光片,观察条纹的变化。3.记下双缝间的距离d,测量并记录双缝到光屏的距离l。4.转动手轮,先使分划板中心刻线对准某条亮(或暗)条纹中心,如图所示,记下此时的读数。继续转动手轮,使分划板中心刻线移过n条条纹,对齐另一亮条纹(或暗条纹)中心,再记下此时的读数。转动手轮进行测量时,一次测量中不要反向旋转。五、数据记录和处理把测量结果记录在数据表格中,算出两次读数之差,并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δy。求出光的波长。1.使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2,则相邻两亮条纹间距Δy为多少?________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.若照在像屏上的光很弱或干涉条纹不够清晰,主要原因是什么?应如何调节?________________________________________________________________________________________________________________________________________________六、误差分析1.测双缝到屏的距离l带来的误差,可通过选用________________,进行多次测量求平均值的办法减小误差。2.测条纹间距Δy带来的误差。(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。(2)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心。(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确。七、注意事项1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。2.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直,间距大约5~10 cm。3.测量头在使用时应使中心刻度线对应着亮(暗)条纹的中心。4.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近。例1 (2023·海南琼中附中高二月考)(1)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取______________的方法(写一种方法即可);(2)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央,手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是 mm;(3)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm,则待测光的波长是________ m(取三位有效数字)。针对训练 某同学在做“用双缝干涉测光的波长”的实验时,第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图甲中的A),测量头上的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时(如图丙中的B),测量头上的示数如图丁所示。已知双缝间距d=0.5 mm,双缝到屏的距离l=1 m,则:(1)图乙中游标卡尺的示数为________ cm。(2)图丁中游标卡尺的示数为________ cm。(3)所测光波的波长为______________ m(保留两位有效数字)。例2 有位同学做双缝干涉实验时,通过测量头观察到如图所示清晰的干涉图样,出现这种现象的原因是( )A.单缝和双缝没有调平行B.光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴C.光源过于右偏,应调节光源,使它适当左移D.测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长一、2.微小二、光具座 滤光片 测量头思考与讨论1.||2.照在像屏上的光很弱,主要原因是光源与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致。干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。应调节各光学元件的中心共轴;调节单缝和双缝平行。六、1.毫米刻度尺例1 (1)滤光片 单缝 双缝 增大双缝到光屏间的距离 (2)1.610 (3)5.37×10-7解析 (1)根据双缝干涉实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝;根据双缝干涉相邻条纹间的距离公式Δy=λ可知,对于某种单色光,为增加相邻亮条纹间的距离,可采取的方法有:增大双缝到光屏间的距离、减小双缝间的距离;(2)图甲手轮的读数为x1=0+4.5×0.01 mm=0.045 mm,图乙手轮的读数为x2=14.5 mm+3.5×0.01 mm=14.535 mm,相邻两亮条纹的间距是Δy==1.610 mm。(3)根据双缝干涉相邻条纹间的距离公式Δy=λ可得待测光的波长为λ==×10-3 m≈5.37×10-7 m。针对训练 (1)1.250 (2)1.775(3)6.6×10-7例2 D [由图中干涉图样可知,干涉条纹清晰,亮度正常,干涉条纹偏左,出现这种现象的原因是测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移,故选D。](共39张PPT)DIWUZHANG第5章第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长1.了解实验装置,知道实验原理。2.会用测量头测量亮条纹的间距(重点)。3.经历实验过程,能分析双缝干涉条纹的信息,测得光的波长(难点)。学习目标一、实验目的1.用双缝干涉实验装置测量光的波长。2.学习测量 距离的方法。二、实验器材(毫米刻度尺)、双缝干涉仪[由光源、 、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、 (如图)组成]、学生电源。光具座滤光片微小测量头三、实验原理与设计四、实验步骤1.如图所示,在光具座上把各光学元件装配好。调节各光学元件中心共轴。2.先观察光屏上的白光干涉条纹的特点,再给光源加上不同的滤光片,观察条纹的变化。3.记下双缝间的距离d,测量并记录双缝到光屏的距离l。4.转动手轮,先使分划板中心刻线对准某条亮(或暗)条纹中心,如图所示,记下此时的读数。继续转动手轮,使分划板中心刻线移过n条条纹,对齐另一亮条纹(或暗条纹)中心,再记下此时的读数。转动手轮进行测量时,一次测量中不要反向旋转。五、数据记录和处理把测量结果记录在数据表格中,算出两次读数之差,并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δy。求出光的波长。1.使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2,则相邻两亮条纹间距Δy为多少?思考与讨论2.若照在像屏上的光很弱或干涉条纹不够清晰,主要原因是什么?应如何调节?答案 照在像屏上的光很弱,主要原因是光源与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致。干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。应调节各光学元件的中心共轴;调节单缝和双缝平行。六、误差分析1.测双缝到屏的距离l带来的误差,可通过选用 ,进行多次测量求平均值的办法减小误差。2.测条纹间距Δy带来的误差。(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。(2)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心。(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确。毫米刻度尺七、注意事项1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。2.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直,间距大约5~10 cm。3.测量头在使用时应使中心刻度线对应着亮(暗)条纹的中心。4.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近。 (2023·海南琼中附中高二月考)(1)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取__________________________的方法(写一种方法即可);例1滤光片单缝双缝增大双缝到光屏间的距离根据双缝干涉实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝;(2)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央,手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________ mm;1.610图甲手轮的读数为x1=0+4.5×0.01 mm=0.045 mm,图乙手轮的读数为x2=14.5 mm+3.5×0.01 mm=14.535 mm,(3)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm,则待测光的波长是_____________ m(取三位有效数字)。5.37×10-7 某同学在做“用双缝干涉测光的波长”的实验时,第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图甲中的A),测量头上的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时(如图丙中的B),测量头上的示数如图丁所示。已知双缝间距d=0.5 mm,双缝到屏的距离l=1 m,则:针对训练(1)图乙中游标卡尺的示数为________ cm。(2)图丁中游标卡尺的示数为________ cm。(3)所测光波的波长为____________ m(保留两位有效数字)。1.2501.7756.6×10-7 有位同学做双缝干涉实验时,通过测量头观察到如图所示清晰的干涉图样,出现这种现象的原因是A.单缝和双缝没有调平行B.光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴C.光源过于右偏,应调节光源,使它适当左移D.测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移例2√由图中干涉图样可知,干涉条纹清晰,亮度正常,干涉条纹偏左,出现这种现象的原因是测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移,故选D。课时对点练1.(2023·无锡市高二期末)如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法正确的是A.滤光片应置于双缝和测量头之间B.拨杆的作用是调节单缝的宽度C.实验中将6个条纹间距误数成7个,则波长测量值将偏小D.如图乙,若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,可通过旋转双缝进行调整123456基础对点练√123456滤光片的作用是将复色光变为单色光,单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光,因此滤光片应该放在单缝之前,故A错误;调节拨杆只能调整单缝的角度,使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样,故B错误;123456旋转测量头,分划板竖线随之旋转,可使分划板竖线与亮条纹对齐,故D错误。2.(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图),下列说法正确的是A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C.为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距Δx=D.某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光123456√√123456调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,故A错误;测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,故B正确;3.实验中需测定的相邻条纹间距Δy指图中的____。123456CE干涉条纹的中心间距是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和,等于两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故题图C、E是正确的。4.(2024·福州市高二期末)“用双缝干涉实验测量光的波长”实验装置如图甲所示12345613.50(1)某次测量中,分划板中心刻线对齐某一条亮纹的中心时,游标卡尺的游标尺位置如图乙所示,该读数为________ mm;123456读数为13 mm+10×0.05 mm=13.50 mm。(2)下列说法中正确的是_____;A.去掉滤光片后,光屏上的干涉条纹消失B.去掉单缝后,光屏上仍然呈现清晰的干涉条纹C.实验中要注意使单缝与双缝相互平行,以便在光屏上得到清晰的干涉条纹123456C123456若去掉滤光片,能观察到干涉图样,只不过是各色光重叠产生的彩色条纹,故A错误;双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定,撤去单缝屏,不能获取相干光源,所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了,故B错误;实验中要注意使单缝与双缝相互平行,以便在光屏上得到清晰的干涉条纹,故C正确。(3)若双缝间距为d,测出双缝与光屏间的距离L及n条亮纹中心间的距离为x,则计算该单色光波长的表达式为λ=___________(用题中所给字母表示)。1234565.(2023·白城市高二月考)某同学利用双缝干涉实验测量光的波长,实验装置如图所示,操作如下:a.接好电源,打开开关,使光源正常发光;b.调整各器件高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏;c.调节光源到凸透镜的距离,使其光线刚好被聚焦到单缝上;d.调节拨杆,使单缝与双缝平行;e.调整测量头(由分划板、目镜、手轮等构成),直至可在目镜端观察到干涉条纹;f.旋转手轮完成测量。123456(1)经过以上细心调节,该同学通过目镜观察,发现可以在毛玻璃上观察到彩色条纹,但无法观察到等间距的单色条纹,为了解决这一问题,该同学可在凸透镜和单缝之间增加________(填“偏振片”或“滤光片”)。123456滤光片要观察到等间距的单色条纹,需要用单色光做实验,因此该同学可在凸透镜和单缝之间增加滤光片。(2)做出适当调整后,该同学再次重复前面操作,终于在毛玻璃上看到了清晰的明暗相间的单色条纹,只不过发现里面的亮条纹与分划板刻线不平行,如图所示,若要使两者平行对齐,该同学应_____。A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头123456D旋转测量头,分划板的竖线随之旋转,可使分划板的竖线与亮条纹平行,故选D。(3)再次调节之后,测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示,然后同方向转动测盘头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数________ mm。12345613.870由题图乙可知,手轮上的示数为13.5 mm+0.01×37.0 mm=13.870 mm。(4)已知双缝间距d为2.1×10-4 m,测得双缝到屏的距离L为0.700 m,求得所测光的波长为________ nm。1234566936.(2023·漳州市高二期中)某同学利用图示装置测量某绿色光的波长。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:(1)若想减小条纹间距,该同学可____。A.将屏向靠近双缝的方向移动B.使用间距更小的双缝C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更大的双缝123456能力综合练AD123456(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为L,测得第1条明条纹到第n条明条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=________。123456(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图所示,在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx,则波长的测量值________其实际值(填“大于”“小于”或“等于”)。123456大于 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第5章 第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长 练习(含解析).docx 第5章 第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长.docx 第5章 第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长.pptx