第四章光4实验:用双缝干涉测量光的波长课件(新人教版选择性必修第一册)
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2022-06-27 16:00:03
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第四章 光\n4.实验:用双缝干涉测量光的波长\n课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建\n目标体系构建\n\n【思维脉络】\n课前预习反馈\n双缝干涉仪,即光具座、光源、________、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、________。另外,还有学生电源、导线、________等。滤光片知识点1实验器材测量头刻度尺\n如图所示,与两缝之间的距离d相比,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略。两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=L知识点2实验原理\n\n1.L的测量:双缝到屏的距离可以用________测出。2.Δx的测量:相邻两条亮条纹间的距离需用________测出。为减小误差,可测出n个亮条纹间的距离a,再求出相邻两个亮条纹间的距离Δx=________。刻度尺知识点3物理量的测量测量头\n课内互动探究\n1.实验过程(1)按照如图所示的装置安装好仪器,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。(也可直接用双缝干涉仪)(2)放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样。要点提炼\n\n\n\n3.注意事项(1)放置单缝和双缝时,必须使缝平行。间距大约为5~10cm。(2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上。(3)测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心。(4)要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离,再求Δx。(5)调节的基本依据:照在像屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致,干涉条纹不清晰主要原因是单缝与双缝不平行所致。\n某同学利用如图甲所示装置测量光的波长。典例1典例剖析\n(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数为3.730mm,转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,则图乙读数为_________mm,已知双缝间距d=0.3mm,双缝到光屏的距离l=600mm,由以上数据得这种光的波长λ=_____nm。(2)以下操作,能使条纹间距变大的是___。A.将滤光片由红色换成蓝色B.增大单缝到双缝的距离C.增大双缝到光屏的距离D.换一个间距较大的双缝10.330660C\n\n\n1.(2020·湖南岳阳一中高三月考)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时,第一次分划板中心刻线对齐A条纹中心线时(如图甲),游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻线对齐B条纹中心线时(如图乙),游标卡尺的示数如图丁所示,A与B间有3条条纹,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图丙中游标卡尺的读数为_______mm。图丁中游标卡尺的读数为_______mm。实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是__________,所测光的波长为_____________m。(保留两位有效图数字)对点训练11.616.6减小误差6.3×10-7\n\n\n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,要把它们放在如图一所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置,用以测量红光的波长。典例2典例剖析(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。E、D、B\n(2)实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接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用米尺测量双缝到屏的距离;④用测量头测量数条亮纹间的距离。在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间的距离为5~10cm和______________________。使单缝与双缝相互平行\n解析:(1)为获取单色线光源,白光光源后面要有滤光片、单缝、双缝,即为E、D、B。(2)在操作步骤②时还应注意使单缝与双缝相互平行,使一个线光源变为频率相等的两个线光源。\n2.(1)如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图,图中①是光源,②是滤光片,③是单缝,④是双缝,⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是____。A.增大③和④之间的距离B.增大④和⑤之间的距离C.将绿色滤光片改成红色滤光片D.增大双缝之间的距离对点训练BC\n(2)如果把光源内灯泡换成激光电源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是______(填数字代号)。(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹,手轮的示数如图甲所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,手轮的示数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是_______mm。(结果保留三位有效数字)②③1.61\n(4)在(3)前提下,如果已经量得双缝的间距是0.30mm,双缝和光屏之间的距离是900mm,则待测光的波长是______________m。(结果保留三位有效数字)5.37×10-7\n\n课堂达标检测\n1.(2020·湖北省部分重点中学高二下学期期中联考)“利用双缝干涉测定光的波长”实验中,双缝间距d=0.4mm,双缝到光屏的距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示,则:\n(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA=11.1mm,xB=_______mm,相邻两条纹间距Δx=_______mm;(2)波长的表达式λ=______(用Δx、L、d表示),该单色光的波长λ=_____________m;(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将______(填“变大”“不变”或“变小”)。15.60.756.0×10-7变小\n\n2.(2020·河南省南阳市高二下学期3月第一次联考)某同学“用双缝干涉测光的波长”。\n(1)如图所示,若将某单色光束照在双缝上,在光屏上观察到的现象是图乙图样,是平行且等宽的明暗相间的条纹。换用间距更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹间距将________;保持双缝间距不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的条纹间距将________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”);(2)为测量该单色光的波长,将光束垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄,宽度可忽略),在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐,经测量得出5条亮条纹之间的距离为a,则该单色光的波长为______。变宽变窄\n\n3.(2021·山东省青岛市高二调研)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。\n(1)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点:A.灯丝和单缝及双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D.干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是_____。ACD\n(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时,手轮上的示数如图乙所示,该读数为________mm。0.702(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,如图丙所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时,测量值______实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)大于\n