物理新导学笔记选修3-4模块要点回眸第13点

第 13 点 实验：用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游 标型测量头) 本实验要求会使用测量头，掌握实验操作步骤，并能通过测量相邻两个亮条纹的间距Δx， 双缝到光屏的距离 l，由公式Δx＝ l d λ得λ＝d l Δx，重复测量、计算，求出波长的平均值． 对点例题 1 (2017·绍兴稽阳高三联考)利用图 1 装置研究双缝干涉现象．下列说法正确的 是( ) 图 1 A．把双缝的间距规格从“0.2 mm”换成“0.25 mm”，干涉条纹间距将变宽 B．将滤光片由红色换成蓝色，干涉条纹间距变窄 C．光源后的凸透镜主要起到会聚光线的作用 D．减小光源到单缝的距离，干涉条纹间距将增大 解题指导 把双缝的间距规格从“0.2 mm”换成“0.25 mm”，干涉条纹间距将变窄，选项 A错误；将滤光片由红色换成蓝色，波长变短，干涉条纹间距变窄，选项 B正确；光源后 的凸透镜主要起到会聚光线的作用，选项 C正确；减小光源到单缝的距离，干涉条纹间距 不变，选项 D错误． 答案 BC 对点例题 2 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离 d＝0.20 mm，双缝到毛玻 璃屏间的距离为 L＝75.0 cm，如图 2(a)所示，实验时先转动如图(b)所示的测量头上的手轮， 使与游标卡尺游标尺相连的分划线对准如图(c)所示的第 1条亮条纹，此时游标卡尺的主尺 和游标尺的位置如图(e)所示，则游标卡尺上的读数 x1＝________ mm，然后再转动，直到对 准第 5条亮条纹，如图(d)所示，此时游标卡尺的主尺和游标尺的位置如图(f)所示，则游标 卡尺上的读数 x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是 ________ mm.(结果保留两位有效数字) 图 2 解题指导 由游标卡尺读数规则读出 x1＝0.2 mm，x2＝ 9．6 mm Δx＝x2－x1 n－1 ＝ 9.4 4 mm＝2.35 mm λ＝Δx·d L ≈6.3×10－4 mm. 答案 0.2 9.6 6.3×10－4 1．(2018·高二上学期期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中， (1)下列操作正确的是________． A．先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头 B．接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压 C．观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整 D．测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻线与该亮纹边缘重合 (2)下列图中条纹间距表示正确是________． 答案 (1)AC (2)C 2．某同学用双缝干涉装置测量某单色光的波长，实验装置如图 3甲所示．已知单缝与双缝 间的距离 L1＝80 mm，双缝与屏的距离 L2＝720 mm，双缝间距 d＝0.36 mm.用测量头来测量 亮条纹中心的距离．测量头由分划板、目镜等构成，移动游标尺，使分划板随之左右移动， 让分划板的中心刻线对准第 1条亮条纹的中心如图乙所示，记下此时游标卡尺的读数，移动 游标尺一段距离 x，使分划板的中心刻线对准第 n 条亮条纹的中心． 图 3 (1)写出单色光的波长λ的表达式________(用已给字母表示)． (2)若分划板的中心刻线对准第 1条亮条纹的中心时，游标尺上的读数为 x1＝1.00 cm；对准 第 10条亮条纹的中心时，游标卡尺上的读数如图丙所示，则此时读数 x2＝________ cm，计 算波长λ＝________nm.(结果保留三位有效数字) 答案 (1)λ＝ dx n－1L2 (2)2.26 700 解析 (1)根据Δx＝ l d λ知，移动游标尺一段距离 x，使分划板的中心刻线对准第 n 条亮条纹的 中心，波长的表达式λ＝ dx n－1L2 ， (2)题图丙中，10等分游标尺的精确度为 0.1 mm，主尺读数为 2.2 cm，游标尺上第 6个刻度 和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为 6×0.1 mm＝0.6 mm，所以最终读数为：2.2 cm ＋0.6 mm＝2.26 cm. 再根据Δx＝ x2－x1 10－1 ， 解得：Δx＝0.14 cm； 根据Δx＝L2 d λ得：λ＝700 nm.