高考物理【一轮复习】讲义82　第一十三章　实验探究课十八　用双缝干涉实验测量光的波长课件PPT

这是一份高考物理【一轮复习】讲义82　第一十三章　实验探究课十八　用双缝干涉实验测量光的波长课件PPT，共48页。PPT课件主要包含了实验储备·一览清，实验类型·全突破，实验对点训练十八等内容，欢迎下载使用。
类型1　教材原型实验[典例1]　(2024·河北卷)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
根据表中数据，判断单色光1为________(选填“红光”或“绿光”)。
[典例2]　(2025·八省联考云南卷)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管(LED)发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距d＝0.450 mm，双缝到毛玻璃的距离l＝365.0 mm，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心线，手轮上的读数为x1＝2.145 mm；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心线，手轮上的读数为x5＝4.177 mm。 完成下列填空：(1)相邻两条亮条纹间的距离Δx＝_________mm。
类型2　拓展创新实验[典例3]　洛埃利在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，从单缝S发出的光，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)通过洛埃镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，_______________________相当于另一个“缝”。(2)实验表明，光从光疏介质射向光密介质，界面发生反射时，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即半波损失。已知h≪D，如果把平面镜移动到和光屏接触，接触点P处是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15 mm，单缝到光屏的距离D＝1.2 m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则该单色光的波长λ＝____________ m(结果保留3位有效数字)。
创新点解读　本实验的创新之处在于利用单缝和平面镜做“用双缝干涉测量光的波长”的实验时，S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”，这样平面镜对单缝成像，相当于双缝，满足干涉条件，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。
[典例4]　(1)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上(图甲)，让单色光从上方射入(示意图如图乙，其中R为凸透镜的半径)，从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成的环状条纹(图丙)，这些条纹叫作牛顿环。如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径将________(选填“变大”“变小”或“不变”)；如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)采用波长为690 nm的红色激光作为单色入射光，牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为________。A．345 nm B．690 nmC．几微米 D．几毫米
[解析]　(1)当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹；若用波长更长的光照射，则出现亮条纹的这一厚度需向远离中心方向移动，则圆环的半径变大；若换一个表面曲率半径更大的凸透镜，出现亮条纹的这一厚度向远离中心方向移动，则圆环的半径变大。(2)由题意知相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长，故为345 nm，故选项A正确，B、C、D错误。
创新点解读　本题的创新点体现在实验方法和实验目的创新，通过“牛顿环”的干涉实验，利用薄膜干涉原理及明暗条纹的形成条件，用测量薄膜的厚度替代测量光的波长。
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，要把它们放在如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。
(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，由左到右，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：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能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用刻度尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤②时还应注意________________和________________。
[解析]　(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光，单缝D是获取线光源，双缝B是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上，所以排列顺序为：C、E、D、B、A。(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当。
2．图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：
(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________。A．旋转测量头B．增大单缝与双缝间的距离C．调节拨杆使单缝与双缝平行
(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是______。A．减小单缝与光源间的距离B．减小单缝与双缝间的距离C．增大透镜与单缝间的距离D．增大双缝与测量头间的距离
3．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中：(1)如图1所示，将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数x1＝2.320 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图2中手轮上的示数x6＝________ mm。
(2)已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝________，可得所测光的波长为________ m(结果保留2位有效数字)。
5．(2025·江西南昌高三检测)在利用“双缝干涉测量光的波长”实验中，双缝间距为d，双缝到光屏间的距离为L，在调好实验装置后，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，当分划板在图中B位置时，对应游标卡尺读数如图，则：
(1)分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB＝________ mm。(2)若分划板在图中A位置时游标卡尺读数为xA(xA