物理第十一章 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（同時練習使用測量頭）

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1、實驗實驗18用雙縫干涉測量光的波長用雙縫干涉測量光的波長(同時練同時練習使用測量頭習使用測量頭)(加試加試)考綱解讀考綱解讀(1)知道獲得理想干涉條紋的實驗要求。知道獲得理想干涉條紋的實驗要求。(2)知道知道測量頭的使用方法，會測量明條紋的間距。測量頭的使用方法，會測量明條紋的間距。(3)會用控制變量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系。等與條紋間距的關系。(4)會根據(jù)給出的波長表達式計算不同會根據(jù)給出的波長表達式計算不同顏色的波長。顏色的波長。 附：測量頭的構造及使用附：測量頭的構造及使用如圖甲

2、所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，如圖甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，分劃板會向左右移動，測量時，應使分劃板中心刻度對齊條紋的分劃板會向左右移動，測量時，應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)。中心，如圖乙所示，記下此時手輪上的讀數(shù)。(1)保證燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒共軸。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。保持單縫和雙縫平行。注意事項注意事項1.(多選多選)某同學在做雙縫干涉實驗時，按裝置圖安裝好實驗裝置，某同學在做雙縫干涉實驗時，按裝置圖安裝好實驗裝置，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能

3、是由于在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是由于()考點一實驗操作及實驗現(xiàn)象分析考點一實驗操作及實驗現(xiàn)象分析 A.光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致，相差較大光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致，相差較大B.沒有安裝濾光片沒有安裝濾光片C.單縫與雙縫不平行單縫與雙縫不平行D.光源發(fā)生的光束太強光源發(fā)生的光束太強 解析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要重合，光源與光屏正面相對光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高濾光片、單縫和雙縫要在同一高度度，中心位置在遮光筒軸線上中心位置在遮光筒軸線上，單縫與雙縫要相互平行單

4、縫與雙縫要相互平行，才能使才能使實驗成功。當然還要使光源發(fā)出的光束不致太暗。綜上所述實驗成功。當然還要使光源發(fā)出的光束不致太暗。綜上所述，可可知選項知選項A、C正確。正確。答案答案AC2.現(xiàn)有毛玻璃屏現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫、雙縫B、白光光源、白光光源C、單縫、單縫D和透紅光的濾光和透紅光的濾光片片E等光學元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙等光學元件，要把它們放在如圖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?？p干涉裝置，用以測量紅光的波長。(1)將白光光源將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母

5、排列順序應為由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、_、_、_、A。(2)本實驗的步驟有：本實驗的步驟有：取下遮光筒左側的元件，調節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的取下遮光筒左側的元件，調節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；軸線把屏照亮；按合理的順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心按合理的順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；位于遮光筒的軸線上；用刻度尺測量雙縫到屏的距離；用刻度尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離。測量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟在操作步驟時還應注意時還應注意

6、_和和_。 解析解析(1)濾光片濾光片E可以從白光中選出單色紅光可以從白光中選出單色紅光，單縫單縫D是獲取線是獲取線光源光源，雙縫雙縫B是獲得相干光源是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏最后成像在毛玻璃屏A上。所以上。所以排列順序為：排列順序為：C、E、D、B、A。(2)在操作步驟在操作步驟時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時，必須使必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當；要保證光源、濾光片、單縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上?？p、雙縫和光屏的中心在同一軸線上。答案答案(1)EDB(2)放置單縫、雙縫時，必須

7、使縫平行單放置單縫、雙縫時，必須使縫平行單縫、雙縫間的距離要適當縫、雙縫間的距離要適當1.如圖所示，在利用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，需要從標如圖所示，在利用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，需要從標尺上讀出某條亮紋的位置。圖中所示的讀數(shù)是尺上讀出某條亮紋的位置。圖中所示的讀數(shù)是_ mm?？键c二實驗數(shù)據(jù)處理考點二實驗數(shù)據(jù)處理若縫與縫間相距若縫與縫間相距d，雙縫到屏間的距離為，雙縫到屏間的距離為L，相鄰兩個亮條紋中，相鄰兩個亮條紋中心的距離為心的距離為x，則光的波長表示為，則光的波長表示為_(字母表達式字母表達式)，某同學在兩個亮條紋之間測量，測出以下結果，其他數(shù)據(jù)為：某同學在兩個亮條紋之間測量，

8、測出以下結果，其他數(shù)據(jù)為：d0.20 mm，L700 mm，測量，測量x的情況如圖所示，由此可的情況如圖所示，由此可計算出該光的波長為：計算出該光的波長為：_ m。 2.在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫干涉實驗中，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，紅光的干涉條紋間距在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條與綠光的干涉條紋間距紋間距x2相比，相比，x1_x2(填填“”、“”或或“”)。若。若實驗中紅光的波長為實驗中紅光的波長為630 nm，雙縫與屏幕的距離為，雙縫與屏幕的距離為1.00 m，測，測得第得第1條到第條到第6條亮條紋中心間

9、的距離為條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，則雙縫之間，則雙縫之間的距離為的距離為_ mm。答案答案0.33.(1)楊氏干涉實驗證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條楊氏干涉實驗證明光的確是一種波，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)出的光波滿足干涉的必要條件，則兩列光的滿足干涉的必要條件，則兩列光的_相同。如圖所示，相同。如圖所示，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，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，在如果放置光屏，在_(選填選填“A”、“B”或或“C”

10、)點會出現(xiàn)暗點會出現(xiàn)暗條紋。條紋。(2)在上述楊氏干涉實驗中，若單色光的波長在上述楊氏干涉實驗中，若單色光的波長5.89107 m，雙縫間的距離雙縫間的距離d1 mm，雙縫到屏的距離，雙縫到屏的距離l2 m。第。第1個亮條紋個亮條紋到第到第11個亮條紋的中心間距個亮條紋的中心間距L_。答案答案(1)頻率頻率C(2)1.178102 m 4.在在“用雙縫干涉測量單色光的波長用雙縫干涉測量單色光的波長”實驗中，某同學準備的實實驗中，某同學準備的實驗儀器包括以下元件：驗儀器包括以下元件：A.白熾燈；白熾燈；B.單縫；單縫；C.毛玻璃屏；毛玻璃屏；D.雙縫；雙縫；E.遮光筒；遮光筒；F.紅色紅色濾光片

11、；濾光片；G.凸透鏡凸透鏡(其中雙縫和光屏連在遮光筒上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：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，并將該亮紋定為第第1條亮紋，此時條亮紋，此時10等分的游標卡尺位置如圖甲所示，其讀數(shù)為等分的游標卡尺位置如圖甲所示，其讀數(shù)為_ mm，繼續(xù)轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第，繼續(xù)轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第7條亮條亮紋中心對齊，此時游標卡尺位置如圖乙所示，其讀數(shù)為紋中心對齊，此時游標卡尺位置如圖乙所示，其讀數(shù)為_ mm。 (3)若已知雙縫間距為若已知雙縫間距為0.2 mm，測得雙縫到屏的距離為，測得雙縫到屏的距離為70.00 cm，則所測紅光波長為則所測紅光波長為_。 答案答案(1)GFBD(2)19.830.3(3)5107 m