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二､实验过程和数据处理例2:在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如下图所示.双缝间的距离d=3mm.(1)若测定红光的波长,应选用___________色的滤光片.实验时需要测定的物理量有:__________________和_______________________________.红双缝到屏的距离Ln条亮(或暗)条纹的距离a(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察到第1条亮纹的位置如下图(a)所示,观察第5条亮纹的位置如下图(b)所示.则可求出红光的波长λ=_________m.(保留一位有效数字)7×10-71.某同学做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能的原因()A.光源发出的光束太强B.单缝与双缝不平行C.没有安装滤光片D.光束的中心轴与遮光筒的轴线不一致,相差较大答案:BD2.“用双缝干涉测光的波长”的实验中,为使光屏上单色光的条纹间距减小些,可采用的措施是()A.换用缝距大些的双缝片B.换用缝距小些的双缝片C.适当调大双缝与屏之间的距离D.适当调小双缝与屏之间的距离答案:AD3.在利用测量头测量条纹宽度时,应使分划板中心刻线最好()A.与亮条纹的边缘对齐B.与暗条纹的边缘对齐C.与亮条纹的中心位置对齐D.与暗条纹的中心位置对齐答案:C4.在双缝干涉实验中,双缝的作用是()A.遮住过于强烈的光B.使白光变成单色光C.形成两个振动情况相同的光源D.使光发生折射答案:C7.如下图所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,光具座上放置的光学元件有光源､遮光筒和其他元件,其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的()A.a单缝､b滤光片､c双缝､d光屏B.a单缝､b双缝､c滤光片､d光屏C.a滤光片､b单缝､c双缝､d光屏D.a滤光片､b双缝､c单缝､d光屏答案:C8.某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如下图甲中的A),游标卡尺的示数如下图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B),游标卡尺的示数如图丁所示.已知双缝间距d=0.5mm,双缝到屏的距离L=1m.则:(1)图乙中游标卡尺的示数为____________cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为_____________cm.(3)所测光波的波长为____________m(保留两位有效数字).1.2501.7756.6×10-7解析:(1)图乙中游标卡尺是20个分度,精确度0.05mm,读数为12mm+0.05×10=12.50mm=1.250cm.(2)图丁中读数为17mm+0.05×15=1.775cm(3)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下图甲所示.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,记下此时下图乙中手轮上的示数____________mm,求得相邻亮纹的间距为Δx为____________mm.13.8702.310【例1】如图2－3－3所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取__________或__________的方法．解析：做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏．由条纹间距公式Δx＝λ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离．答案：滤光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光缝屏的距离减小两缝间距离【例1】用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A．白炽灯B．单缝屏C．光屏D．双缝屏E．遮光筒F．滤光片(其中双缝屏和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A________(A已写好)．(2)正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a________b(填“大于”、“小于”或“等于”)(3)在双缝干涉实验中，滤光片的作用是________单缝的作用是________，双缝的作用是________．【解析】(1)在安装以上元件时应注意哪些问题？答在安装以上元件时应注意：①白炽灯，滤光片，单缝屏，双缝屏，光屏的中心与遮光筒的轴线在同一水平直线上；②单缝与双缝平行；③单缝屏与双缝屏的间距在5～10cm范围内．(2)为什么要测量n条亮纹之间的间距△xn，再除以n－1得到△x，而不直接测量相邻亮纹之间的间距△x?答由于相邻亮纹间的距离很小，直接测量相对误差较大。又因为相邻亮纹间的距离相等，测量n条亮纹之间的间距再除以n－1，可以将测量的误差分摊，减小实验误差．这种方法在测量单摆的周期时也用到了．(3)各种元件在实验中所起的作用如何？答白炽灯作为光源，滤光片的作用是获得单色光，单缝的作用是形成线光源，双缝形成相干光源，遮光筒的作用是形成暗室，毛玻璃屏承接干涉图样，测量头是测量条纹间距．【答案】(1)FBDEC(2)大于(3)获得单色光形成线光源形成相干光源【例1】某同学在做双缝干涉实验时，按图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于（）A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B.没有安装滤光片C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强解析安装实验器件时要注意使光束的中央轴线与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行,还要使光源发出的光束不要太暗，才能使实验成功.答案AC【例2】如下图所示，用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距d＝0.25mm，双缝到毛玻璃屏之间距离L的大小由图戊中毫米刻度尺读出．实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划板对准靠最左边的一条明条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微器的读数x1(如图丙所示)，然后转动手轮，把分划板向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数x7，(如图丁所示)，由以上测量数据可求得单色光的波长．图中双缝的位置l1＝________mm，毛玻璃屏的位置l2＝________mm，螺旋测微器的读数x1＝________mm，螺旋测微器的读数x7＝________mm.请用以上测量的物理量的符号表示出该单色光波长的表达式λ＝________.(3)螺旋测微器的读数过程如何？答螺旋测微器的读数由两部分组成．一部分是固定刻度(可读出半毫米的整数倍)，另一部分是可动部分(可读出半毫米以下的部分，由精度0.01mm乘以可动刻度的读数得到，并且注意要估读)．如x1＝0.300mm，x7＝14.700mm.(4)实验中造成误差的因素有哪些？答①分划板的中心刻线是否与明条纹的中心对齐；②测量头的分划板中心刻度线与干涉条纹是否在同一方向上；③条纹间距、双缝到屏之间距离测量的误差；④单缝和双缝是否相互平行，光源、单缝、双缝、光屏、测量头的中心是否共轴都会影响实验的观察和测量，进而造成误差．【解析】(1)如何确定分划板对准了某一条明(暗)纹？答转动手轮，使分划板左右移动，当分划板的中心刻线与该明(暗)条纹的中心对齐时，就认为分划板对准了该明(暗)条纹(2)本题中双缝到屏之间的距离怎样求得？答从刻度尺上读出双缝和屏的位置在刻度尺上对应的数值l1、l2，计算出双缝到屏的距离l＝l2－l1.如下图是双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．图中①②③④⑤依次是光源、滤光片、单缝、双缝、光屏，调整实验装置使得光屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述哪些是正确的()A．若将光屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B．若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C．若将双缝间的距离d减小，光屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D．若将滤光片由绿色换成红色，光屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大【答案】BD【解析】(1)由△x＝ldλ知：光屏向左平移，L减小，△x减小，屏上仍能得到较细的清晰干涉条纹，A错；光屏向右平移一小段距离，L增大，△x增大，屏上得到较宽的清晰干涉条纹，B对；当d减小，△x增大时，条纹间距离变大，C错；由绿光换成红光，λ增大，△x增大D正确．