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1、实验十五用双缝干涉测光的波长,单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距x与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长之间满足dx/l.,附：测量头的构造及使用 如图1甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图1乙所示，记下此时手轮上的读数,图1,双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺,1观察双缝干涉图样 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如图2所示,图2,(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光 (3)调节
2、各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏 (4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约510 cm，这时，可观察白光的干涉条纹 (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹,1使用测量头测量a1、a2易出现误差这样造成了条纹间距x的误差 2用刻度尺测量l时，也容易出现误差,1实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量 2分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量结果的误差 3双缝、测
3、量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否则影响测量结果,题型一对实验原理、步骤、数据测量的考查 例1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，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长 图3,(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. (2)本实验的步骤有： 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轴线把屏照亮； 按合理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； 用米尺测量双缝到屏的距离；,用测量头(其读数方法同
4、螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离 在操作步骤时还应注意_ 和_,(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图4所示，然后同方向转动测量头，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.求得相邻亮纹的间距x为_mm.,图4,(4)已知双缝间距d为2.0104 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式_，求得所测红光波长为_nm.,解析(1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列顺序为：C、E、D、B、A. (2)在操作步骤时应注意的事项有：放置单缝、双
5、缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为510 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上 (3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm，图甲读数为2.320 mm，所以相邻条纹间距,题后反思 双缝干涉是光具有波动性的有力的实验证据通过对干涉图样的观察、测量与有关计算分析，让学生建立牢固的波的形象的概念,变式11(2009北京高考)在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图5)，并选用缝间距d0.20 mm的双缝屏从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L700 mm.然后，接通
6、电源使光源正常工作,图5,图6图7,已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图6(a)所示，图6(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图6(b)中游标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图7(a)所示，此时图7(b)中游标尺上的读数x2_mm； 利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x_mm；这种色光的波长_nm.,答案：15.022.316.6102,1先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单
7、色光比另一种单色光() A在真空中的波长较短 B在玻璃中传播速度较大 C在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大 D其光子的能量较小 答案：BD,2某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是() A将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动 B将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动 C将单缝向双缝移动少许，其他不动 D将单缝与双缝的位置互换，其他不动,答案：ABC,3如图8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如下图所示，则 图8,(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离() A将红色
8、滤光片改为绿色滤光片 B增大双缝之间的距离 C减小和之间的距离 D增大和之间的距离,(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹中心，对应的读数如图9甲所示为x1_mm，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第5条亮纹中心，对应的读数如图9乙所示为x2_mm. 图9,答案：(1)D(2)2.190(2.1902.193均对) 7870(7.8697.871均对),4在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中
9、心对齐时(如图10A所示)将此明纹记为1，,图10,然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2、3明纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图中B、C所示(游标卡尺为10分度)，则图B对应的读数为_m，图C对应的读数为_m用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00 cm.由双缝上标示获知双缝间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为_m. 在实验中，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是 _.,若粗调后看不到干涉条纹，只看到一片亮区，则最可能的原因是单缝与双缝不平行 答案：1.941022.841026.00107单缝与双缝不平行,5在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图11所示双缝间的距离d3 mm. 图11,(1)若测定红光的波长，应选用_色的滤光片实验时需要测定的物理量有：_和_ (2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如图12(a)所示，观察第5条亮纹的位置如图12(b)所示则可求出红光的波长_ m(保留一位有效数字),图12,答案：(1)红双缝到屏的距离Ln条亮(或暗)纹间距离a (2)7107,
