2025版新教材高考物理一轮复习第11章光实验16用双缝干涉测光的波长学案鲁科版.docVIP

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试验十六用双缝干涉测光的波长

1．测条纹间距Δy时带来误差。

2．测量双缝到光屏间距离l时产生误差。

1．保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴。

2．保证单缝和双缝平行。

考点1试验原理与试验操作

典例(2024·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。试验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以视察到干涉条纹。回答下列问题：

(1)若想增加从目镜中视察到的条纹个数，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．运用间距更小的双缝

(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δy，则单色光的波长λ＝________。

(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字)。

【自主解答】

解析：(1)相邻亮(暗)干涉条纹的间距Δy＝eq\f(l,d)λ，要增加视察到的条纹个数，即减小Δy，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动或运用间距较大的双缝，选项B正确。

(2)第1条暗条纹到第n条暗条纹间的距离为Δy，则相邻暗条纹间的距离Δy′＝eq\f(Δy,n－1)，又Δy′＝eq\f(l,d)λ，解得λ＝eq\f(Δyd,?n－1?l)。

(3)由λ＝eq\f(Δyd,?n－1?l)，代入数据解得λ＝630nm。

答案：(1)B(2)eq\f(Δyd,?n－1?l)(3)630

考点2数据分析与误差分析

典例(2024·青岛模拟)某试验小组在“用双缝干涉测量光的波长”的试验中，将双缝干涉试验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。双缝间距d＝0.20mm，测得屏与双缝间的距离l＝500mm。然后接通电源使光源正常工作。

(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为________cm；然后他接着转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67cm，此时主尺上的________cm刻度线与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ＝________m。

(2)若某次试验中发觉条纹太密，可实行的改善方法有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(至少写一条)

【自主解答】

解析：(1)游标卡尺的读数为1.1cm＋0.1mm×1＝1.11cm；若亮条纹B处游标卡尺的读数为1.67cm，此时主尺上的(1.60＋7×0.10)cm＝2.30cm刻度线与游标尺上某条刻度线对齐；条纹间距Δy＝eq\f(1.67－1.11,7)cm＝0.08cm，则依据Δy＝eq\f(l,d)λ，可得λ＝eq\f(Δyd,l)＝eq\f(0.08×10－2×0.2×10－3,0.5)m＝3.2×10－7m。

(2)若实险中发觉条纹太密，即条纹间距太小，依据Δy＝eq\f(l,d)λ知，可实行的改善方法有：减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离l。

答案：(1)1.112.303.2×10－7(2)减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离l

考点3试验的改进与创新

典例(2024·武汉模拟)洛埃德在1834年提出了一种更简洁的视察干涉的装置。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，另一部分干脆投射到屏上，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)通过洛埃德镜在屏上可以视察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉试验得到的干涉条纹一样。假如S被视为其中的一个缝，________________相当于另一个“缝”。

(2)试验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的改变，即半波损失。假如把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。

(3)试验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15mm，单缝到光屏的距离D＝1.2m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78mm，则该单色光的波长λ＝________m(结果保留3位有效数字)。

【自主解答】

解析：(1)依据平面镜