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例题精讲 · 第 00899 题 · 自编示意 β=1.400 mm 的波长反解与两路互验

以一组自编示意菲涅耳双棱镜干涉数据为材料,由 λ=βd/D 反解波长,并用条纹间距反算与放大倍率两条路径互验;虚光源间距、屏距与读数均为自编示意。

00899题号全 1000 篇 · 第 第150轮 / 第150册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

双棱镜把同一光源分成两个虚光源,干涉条纹间距 β=λD/d;d 是虚光源间距,不是棱镜厚度。 本讲用一组自编示意读数,把波长反解、条纹间距反算与放大倍率串成两路可回代的链。

二、逐题精讲

题1

自编示意虚光源间距 d=0.400 mm、屏距 D=1.000 m、条纹间距 β=1.400 mm。求光波波长(以 nm 计)。

解析

统一单位:d=0.400×10⁻³ m、β=1.400×10⁻³ m、D=1.000 m。 λ=βd/D=(1.400×10⁻³×0.400×10⁻³)/1.000=5.60×10⁻⁷ m=560 nm。另一条路径用 mm 单位直接算:1.400×0.400/1.000=0.56,再乘 10³ 换算为 nm 亦得 560。

答案 λ=560 nm。

采分点 单位换算 2 分;βd/D 列式 3 分;波长结果 3 分;独立路径 2 分。

易错点 把 d 当成 0.400 m 会差 1000 倍;把 β=λD/d 写成 β=λd/D 会分子分母颠倒。

题2

用 560 nm 反算条纹间距,并求放大倍率;若条纹间距读作 1.395 mm,相对偏差多少?

解析

反算 β=λD/d=560×10⁻⁹×1.000/(0.400×10⁻³)=1.400×10⁻³ m=1.400 mm,与题给闭合。放大倍率 D/d=1.000/0.000400=2500,也可写 1000/0.400=2500。 读数 1.395 mm 时相对偏差 (1.400−1.395)/1.400×100=0.357143%,另一条写法 5/1400×100 同值;偏差来自条纹中心定位取位,不改变虚光源间距。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):条纹间距米(条纹间距折为米)= 0.0014;虚光源间距米(虚光源间距折为米)= 0.0004;波长纳米(按 βd/D 反解并换算纳米)= 560;反算条纹间距毫米(由波长反算条纹间距)= 1.4;放大倍率(屏距除虚光源间距)= 2500;相对偏差百分数(读数与题给条纹间距之差占比)= 0.357143

答案 β=1.400 mm,倍率 2500,相对偏差 0.357143%。

采分点 条纹反算 3 分;倍率两路 3 分;偏差两路 2 分;偏差来源 2 分。

易错点 把偏差写成 0.357143 个百分点,或把倍率写成 1.000/0.400=2.5(漏掉单位换算),都是口径错误。

三、规律小结与对照表

量主路径独立路径数值
条纹间距1.400×10⁻³ m0.00140.0014 m
虚光源间距0.400×10⁻³ m0.00040.0004 m
波长 nmβd/D×10⁹1.400×0.400×10³/1.000560 nm
反算 βλD/d560×10⁻⁹/0.00041.400 mm
放大倍率D/d1000/0.4002500
相对偏差(1.400−1.395)/1.4005/14000.357143%

双棱镜公式里的 d 是虚光源间距;波长、条纹间距与放大倍率必须两路闭合,读数偏差只进定位取位。本讲间距、屏距与读数均为自编示意,不代表真实仪器记录。

四、自测清单

  • d 是否按虚光源间距理解
  • 三个长度是否统一单位
  • λ 是否等于 βd/D
  • nm 换算是否乘 10⁹
  • 反算 β 是否回到 1.400 mm
  • 倍率两路是否一致
  • 偏差是否用相对百分数
  • 是否说明偏差来自定位取位

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):条纹间距米 = 0.0014;虚光源间距米 = 0.0004;波长纳米 = 560;反算条纹间距毫米 = 1.4;放大倍率 = 2500;相对偏差百分数 = 0.357143。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理双棱镜虚光源干涉的波长反解;光栅衍射、单缝衍射、双缝插片与迈克耳孙条纹吞吐另属相邻板块,不在此重复出同一干涉模型。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):复摆测 g、霍尔元件对称换向、迈克耳孙条纹吞吐、电容放电测高阻、旋转液面抛物面、双棱镜测波长相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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双棱镜测光波波长:虚光源间距与条纹间距回代
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