
1、揣摩例題。課本上和老師講解的例題,一般都具有一定的典型性和代表性。要認(rèn)真研究,深刻理解,要透過(guò)“樣板”,學(xué)會(huì)通過(guò)邏輯思維,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,特別是要學(xué)習(xí)分析問(wèn)題的思路、解決問(wèn)題的方法,并能總結(jié)出解題的規(guī)律。 2、精練習(xí)題。復(fù)習(xí)時(shí)不要搞“題海戰(zhàn)術(shù)”,應(yīng)在老師的指導(dǎo)下,選一些源于課本的變式題,或體現(xiàn)基本概念、基本方法的基本題,通過(guò)解題來(lái)提高思維能力和解題技巧,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解。在解題時(shí),要獨(dú)立思考,一題多思,一題多解,反復(fù)玩味,悟出道理。 3、加強(qiáng)審題的規(guī)范性。每每大考過(guò)后,總有同學(xué)抱怨沒(méi)考好,糾其原因是考試時(shí)沒(méi)有注意審題。審題決定了成功與否,不解決這個(gè)問(wèn)題勢(shì)必影響到高考的成敗。那么怎么審題呢? 應(yīng)找出題目中的已知條件 ;善于挖掘題目中的隱含條件 ;認(rèn)真分析條件與目標(biāo)的聯(lián)系,確定解題思路 。 4、重視錯(cuò)題?!板e(cuò)誤是最好的老師”,但更重要的是尋找錯(cuò)因,及時(shí)進(jìn)行總結(jié),三五個(gè)字,一兩句話都行,言簡(jiǎn)意賅,切中要害,以利于吸取教訓(xùn),力求相同的錯(cuò)誤不犯第二次。
實(shí)驗(yàn)十四 用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)光的波長(zhǎng)
1.掌握由Δx= λ測(cè)光的波長(zhǎng)的原理,并能測(cè)單色光波長(zhǎng).2.觀察單色光的雙縫干涉圖樣,掌握測(cè)量頭測(cè)量條紋間距的方法.
1.實(shí)驗(yàn)原理單色光通過(guò)單縫后,經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣,圖樣中相鄰兩條亮(暗)條紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光波長(zhǎng)λ之間滿足λ= .
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)觀察雙縫干涉圖樣①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如圖所示.
②接好光源,打開(kāi)開(kāi)關(guān),使燈絲正常發(fā)光.③調(diào)節(jié)各器件的高度,使光源燈絲發(fā)出的光能沿遮光筒軸線到達(dá)光屏.④安裝單縫和雙縫,盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上,使單縫與雙縫 ,二者間距約為5~10 cm.⑤在單縫和光源間放上濾光片,觀察單色光的干涉條紋.
(2)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)①安裝測(cè)量頭,調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋.②使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央,記下此時(shí)手輪上的讀數(shù),將該條紋記為第1條亮條紋;轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央,記下此時(shí)手輪上的讀數(shù),將該條紋記為第n條亮條紋.③用刻度尺測(cè)量雙縫與光屏間距離l(d是已知的).④改變雙縫間的距離d,雙縫到屏的距離l,重復(fù)測(cè)量.3.數(shù)據(jù)處理(1)條紋間距Δx= .
(2)波長(zhǎng)λ= Δx.(3)計(jì)算多組數(shù)據(jù),求λ的平均值.4.注意事項(xiàng)(1)安裝時(shí),注意使光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上,并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng).(2)光源燈絲最好為線狀燈絲,并與單縫平行且靠近.(3)調(diào)節(jié)的基本依據(jù):照在光屏上的光很弱,主要原因是燈絲與單縫、雙縫,測(cè)量頭與遮光筒不共軸;干涉條紋不清晰,一般原因是單縫與雙縫不平行.
例1 (2019·全國(guó)卷Ⅱ·34(2))某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng).實(shí)驗(yàn)時(shí),接通電源使光源正常發(fā)光;調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋.回答下列問(wèn)題:
(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),該同學(xué)可____;A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更小的雙縫
若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),需要減小條紋間距,由公式Δx= λ可知,需要減小雙縫到屏的距離l或增大雙縫間的距離d,故B項(xiàng)正確,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.
(2)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測(cè)得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx,則單色光的波長(zhǎng)λ=________;
(3)某次測(cè)量時(shí),選用的雙縫的間距為0.300 mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20 m,第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm,則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_____ nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).
將已知條件代入公式解得λ=630 nm.
例2 我們用以下裝置來(lái)做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn):
(1)在本實(shí)驗(yàn)中,需要利用關(guān)系式Δx= λ來(lái)求解某色光的波長(zhǎng),其中L和d一般為已知量,所以測(cè)量Δx是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵,觀察下面的圖像,你認(rèn)為在實(shí)際操作中Δx應(yīng)選下列圖中的____圖(填寫(xiě)“甲”或“乙”)更為合適?
在實(shí)際操作中標(biāo)度線在明條紋中容易觀察,則Δx應(yīng)選甲圖更為合適;
(2)在實(shí)際操作中,我們通常會(huì)通過(guò)測(cè)n條亮紋間的距離取平均值的方法來(lái)減小測(cè)量誤差.已知實(shí)驗(yàn)所用的測(cè)量頭由分劃板、滑塊、目鏡、手輪等構(gòu)成,使用50分度的游標(biāo)卡尺.某同學(xué)在成功觀察到干涉圖像后,開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,具體操作如下:從目鏡中觀察干涉圖像同時(shí)調(diào)節(jié)手輪,測(cè)量了第1條亮條紋與第6條亮條紋之間的距離,初末位置游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示,則相鄰兩條亮條紋的間距Δx=_____ mm.
由題圖可知,初末位置游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別為0.570 cm和1.380 cm,則相鄰兩條亮紋的間距
(3)若在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,某同學(xué)觀察到以下圖像,即測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上.若繼續(xù)移動(dòng)目鏡觀察,將會(huì)使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差,所以需要對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)整,使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上.下面操作中可行的有____.A.調(diào)節(jié)撥桿方向B.其他不動(dòng),測(cè)量頭旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度C.其他不動(dòng),遮光筒旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度D.將遮光筒與測(cè)量頭整體旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度
首先要明確各器件的作用,撥動(dòng)撥桿的作用是為了使單縫和雙縫平行,獲得清晰的干涉圖樣,因?yàn)橐延星逦母缮鎴D樣,所以不用調(diào)節(jié);題中出現(xiàn)的問(wèn)題是分劃板中心刻度線與干涉條紋不平行,應(yīng)調(diào)節(jié)測(cè)量頭使干涉條紋與分劃板中心刻線同一方向上,故應(yīng)其他不動(dòng),測(cè)量頭旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度;或者其他不動(dòng),遮光筒旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度.故選B、C.
(4)在寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí),實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生將目鏡中所觀察到的現(xiàn)象描繪出來(lái),甲同學(xué)和乙同學(xué)分別畫(huà)了移動(dòng)目鏡時(shí)所觀察到的初末兩個(gè)視場(chǎng)區(qū),你覺(jué)得________的圖像存在造假現(xiàn)象.
實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)目鏡時(shí),分劃板中心刻度線不應(yīng)該移動(dòng),則甲同學(xué)的圖像存在造假現(xiàn)象.
例3 洛埃德在1834年提出了一種更簡(jiǎn)單的觀察干涉的裝置.如圖所示,單色光從單縫S射出,一部分入射到平面鏡后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋.單縫S通過(guò)平面鏡成的像是S′.
(1)通過(guò)洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋,這和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋一致.如果S被視為其中的一個(gè)縫,_____相當(dāng)于另一個(gè)“縫”;
通過(guò)洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋,這和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋一致.如果S被視為其中的一個(gè)縫,S′相當(dāng)于另一個(gè)“縫”.
(2)實(shí)驗(yàn)中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h=0.15 mm,單縫到光屏的距離D=1.2 m,觀測(cè)到第3個(gè)亮條紋中心到第12個(gè)亮條紋中心的間距為22.78 mm,則該單色光的波長(zhǎng)λ=________ m.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)
(3)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離____.A.將平面鏡稍向上移動(dòng)一些B.將平面鏡稍向右移動(dòng)一些C.將光屏稍向右移動(dòng)一些D.將光源由紅色光改為綠色光
根據(jù)雙縫干涉條紋間距Δx= λ可知,僅增大D,僅減小d,僅增大波長(zhǎng)λ,都能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離,所以A、C正確.
1.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,鈉燈發(fā)出波長(zhǎng)為589 nm的黃光,在距雙縫1 m的屏上形成干涉條紋.已知雙縫間距為1.68×10-4 m,則相鄰兩明條紋中心間距為_(kāi)__________ m.若改用氦氖激光器作為光源,其發(fā)出的紅光波長(zhǎng)比黃光的_____(選填“長(zhǎng)”或“短”),其他條件不變,則相鄰兩明條紋中心間距比黃光的___(選填“大”或“小”).
2.(2021·浙江6月選考·17(2))如圖所示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置.實(shí)驗(yàn)中:(1)觀察到較模糊的干涉條紋,要使條紋變得清晰,值得嘗試的是____.(單選)A.旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行
若粗調(diào)后看到的是模糊不清的條紋,則最可能的原因是單縫與雙縫不平行;要使條紋變得清晰,值得嘗試的是調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行,故選C.
(2)要增大觀察到的條紋間距,正確的做法是____.(單選)A.減小單縫與光源間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測(cè)量頭間的距離
根據(jù)Δx= λ,可知要增大條紋間距,可以增大雙縫到光屏的距離l或減小雙縫的間距d,故選D.
3.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.(1)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源,對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后,總結(jié)出以下幾點(diǎn):A.單縫和雙縫必須平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D.干涉條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)以上幾點(diǎn)中,正確的是_____.
為了獲得清晰的干涉條紋,A正確;由干涉現(xiàn)象可知干涉條紋與雙縫平行,B錯(cuò)誤;干涉條紋的疏密程度與單縫寬度無(wú)關(guān),干涉條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān),C錯(cuò)誤,D正確.
(2)當(dāng)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線對(duì)齊某條紋的中心時(shí),手輪上的示數(shù)如圖乙所示,該讀數(shù)為_(kāi)_______ mm.
手輪的讀數(shù)為0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm.
(3)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,如圖丙所示.則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉條紋的間距Δx時(shí),測(cè)量值______(選填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值.
條紋與分劃板中心刻線不平行時(shí),實(shí)際值Δx實(shí)=Δxcs θ,θ為條紋與分劃板中心刻線間的夾角,故Δx實(shí)<Δx.
4.某同學(xué)在用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中,已知兩縫間的間距為0.4 mm,以某種單色光照射雙縫時(shí),在離雙縫0.5 m遠(yuǎn)的屏上,用測(cè)量頭測(cè)量條紋間的寬度:先將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊,將該亮紋定為第0條亮紋,此時(shí)分劃板上的游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖a所示;然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊,此時(shí)分劃板上的游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖b所示.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)測(cè)得
(1)分劃板在圖中a、b位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為xa=______ mm,xb=______ mm;
分劃板在題圖中a、b位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為xa=11 mm+0.1 mm×1=11.1 mmxb=15 mm+0.1 mm×6=15.6 mm
(2)該單色光的波長(zhǎng)λ=___________ m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);
(3)若增大雙縫的間距,其他條件保持不變,則得到的干涉條紋間距將________(填“變大”“不變”或“變小”);
根據(jù)Δx= λ,若增大雙縫的間距d,其他條件保持不變,則得到的干涉條紋間距將變??;
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