高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册实验：用双缝干涉测量光的波长课时训练

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册实验：用双缝干涉测量光的波长课时训练，共6页。
一：知识精讲归纳
一、实验原理
如图1所示，两缝之间的距离为d，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略．
图1
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.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝eq \f(l,d)λ.
若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长．
二、实验器材
双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头．另外，还有学生电源、导线、刻度尺等．
三、实验步骤
1．将光源、透镜、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，两者间距5～10 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．
四、数据处理
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心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，则相邻两条亮条纹间的距离Δx＝eq \f(|a2－a1|,n－1)＝eq \f(a,n－1).
3．用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)．
4．重复测量、计算，求出波长的平均值．
五、误差分析
1．光波的波长很小，Δx、l的测量误差对波长λ的影响很大．
2．在测量l时，一般用毫米刻度尺；而测Δx时，用千分尺且采用“累积法”．
3．多次测量求平均值．
六、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．滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去．
3．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，间距大约为5～10 cm.
4．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心.
二：考点题型归纳
1．(2022·全国·)现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。(选填“垂直”或“平行”)；
(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。(保留3位有效数字)；
2．(2022·广东·)图a是利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置示意图，滤光片的作用是________，单缝的作用是________，双缝的作用是___________，单缝和双缝之间的方向关系是___________。某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图b)，游标卡尺的示数如图c所示．第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图d)，游标卡尺的示数如图e所示，已知双缝间距为，从双缝到屏的距离为，则图c游标卡尺的示数为_________，图e游标卡尺的示数为__________．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是___________，所测单色光波长为_________。
3．(2022·四川自贡·)利用下图中装置研究双缝干涉现象时：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甲所示。记下此时图甲中手轮上的示数___________，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___________，求得相邻亮纹的间距为___________。已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离为，由计算式_____________，求得所测红光波长为______________。
4．(2022·江苏仪征·)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长，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)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可(______)
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
(2)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距△x1与绿光的干涉条纹间距△x2相比，Δx1__________(填“>”“=”或“”“=”或“