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1、【创新方案】 2014 年高考物理一轮复习实验十五用双缝干涉测光的波长(1) 观察白光及单色光的双缝干涉图样。(2) 测定单色光的波长。图实151如图实15 1 所示，某单色光照到狭缝S 上，在屏上得到了平行于双缝S1、 S2 亮暗相间的干涉条纹。相邻两条亮( 暗 ) 条纹间的距离x 与入射光波的波长 、双缝S1、 S2 间距离ld 及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：x d，由此，只要测出x、 d、 l即可得出波长 。两条相邻亮( 暗 ) 条纹间的距离x 用测微目镜测出。测微目镜由分划板、目镜、手轮等构成。如图实15 2 所示。图实 152图实 153转动手轮，分划板会左、右移动。测量时，应
2、使分划板中心刻线对齐条纹的中心( 如图实 15 3所示 ) ，记下此时手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时，记下手轮上的刻度数a2，两次读数之差就是这两条条纹间的距离。即x |a1 a2| 。x 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n 条亮 ( 暗 ) 条纹间的距离a，再推算相a邻两条亮 ( 暗 ) 条纹间的距离x n 1。双缝干涉仪 ( 由光具座、 光源、 滤光片、 单缝、 双缝、遮光筒、 毛玻璃屏、 测量头组成 ) 、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，如图实15 4 所示。图
3、实 154(2) 接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。(3) 调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光沿轴线到达光屏。(4) 安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行，二者间距为几个厘米，这时，可观察到白光的干涉条纹。(5) 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。2测定单色光的波长(1) 安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。(2) 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。(3) 用刻度尺测量双缝到光屏间距离l ( d 是已知的 ) 。(4
4、) 重复测量、计算，求出波长的平均值。(5) 换用不同的滤光片，重复实验。| a2 a1|(1) 条纹间距的计算：xn 1。d(2) 波长计算： l x。(3) 计算多组数据，求 的平均值。(1) 双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养。(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、双缝平行且间距适当。(3) 光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。(1) 双缝到屏的距离 l 的测量存在误差。(2) 测条纹间距 x 带来的误差：干涉条纹没有调整到最清晰的程度。误认为 x 为亮 ( 暗 ) 条纹的宽度。分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线
5、没有恰好位于条纹中心。测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。 例1(2012 福建高考实验原理与操作) 在“用双缝干涉测光的波长”实验中( 实验装置如图实155) ：图实 155(1) 下列说法哪一个是错误的 _。 ( 填选项前的字母 ) 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测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C为了减少测量误差，可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间a距 x n 1(2) 测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图实15 6，其示数为 _mm。图实 156 解析 (1) 调节光源高度使
6、光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，无须放上单缝和双缝，选项 A 错误。(2) 主尺的示数为1.5 mm，可动尺的示数为47.0 0.01 mm 0.470 mm，总的示数为 (1.5 0.470) mm 1.970 mm。 答案 (1)A(2)1.970实验装置及数据处理 例 2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 ( 图实 15 7 甲 ) ，并选用缝间距 d0.2 mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，光屏与双缝屏间的距离 L700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。图实 157(1) 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
7、量头的目镜看去， 第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a) 所示，图乙 (a) 中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(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丙 (a) 所示，此时图丙(b) 中游标尺上的读数x2_mm。(2) 利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮纹( 或暗纹 ) 间的距离 x _mm；这种色光的波长 _ nm。 解析 (1) 主尺读数为15 mm，游标尺读数为10.02 mm 0.02 mm，二者相加可得读数为15.02 mm。(2) 由于图中数字标记的是暗条纹，首先应根据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数，若乙图 (a) 中的中央刻线
8、所对亮条纹记为第1条，则丙图的 (a) 中，中央刻线所对亮纹为nx2 x1x d7，则 x n 1 2.31 mm，光的波长 L 6.6 102 nm。 答案 (1)15.02(2)2.316.6 102创新实验设计 例 3激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的 “散斑对” 相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度 v 与二次曝光时间间隔 t 的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔t 、双缝到屏间距离l 以及相邻两条亮纹间距y。若所用激光波长为 ，则实验确定物体运动速度的表达式是()yl A v ltB vy tlyl tC v tD v ylll 解析 由y d vt 得 vy t 。 答案 B
