用双缝干涉测量光的波长PPT课件.ppt

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1、13.4实验用双缝干涉测量光的波长1.一、实验原理双缝干涉的两个相邻亮(暗)条纹的距离△x与波长λ、双缝的间距d及双缝到屏的距离L满足实验:用双缝测量光的波长二、实验装置及器材光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头,学生电源、导线、刻度尺2.光源滤光片单缝双缝遮光筒屏实验步骤:(1)如图所示,把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上,筒的一端装有双缝,另一端装有毛玻璃屏;(2)取下双缝,打开光源,调节光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮;(3)放好单缝和双缝,单缝和双缝间距离约为5cm~10cm,使缝

2、相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上,这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样;(4)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的双缝干涉图样;1.观察双缝干涉图样3.2.测定单色光的波长(1)安装好测量头、调节至可清晰观察到干涉条纹.4.(2)条纹间距用测量头测出,如图测量头由分划板,目镜,手轮等构成,转动手轮,分划板会左右移动,测量时应使分划板中心刻线对齐某条亮条纹中心,记下此时手轮上的读数a1,转动手轮,使分划板中心刻线移至另一条亮条纹中央,记下此时手轮的读数a2;并记下两次测量的亮条纹数n.则相邻两条亮(或暗)条纹间距5.第1条第7条读数:X1读数:

3、X26.(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l.(4)将l、Δx代入公式求出光的波长λ.(5)重复测量,计算,求出波长的平均值.(6)换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹的异同,求出相应的波长.7.实验误差分析1.l的测量误差本实验中双缝到光屏的距离较长,l的测量误差不太大,但也应选用毫米刻度尺测量.并用多次测量求出平均值的办法减小实验误差.2.测量条纹间距Δx带来的误差.(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度.(2)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心.(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确.8.注意事项1.放置单缝和双缝时,必须使缝

4、平行.2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心轴在遮光筒的轴线上.3.测量头的分划板中心刻线要对准条纹的中心.9.应用实例你能计算出两条纹的间距吗?10.某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的波长,已知双缝间距为d,双缝到屏的距离为L,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐,并将该条纹记为第一亮条纹,其示数如图所示,此时的示数x1=mm。然后转动测量头,使分划板中心刻线与第n亮条纹的中心对齐,测出第n亮条纹示数为x2。由以上数据可求得该光的波长表达式λ=(用给出的字母符号表示)。0.776025302035mm练习1、11.在《用双缝

5、干涉测光的波长》的实验中,装置如图,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条条纹间距a光源滤光片单缝双缝遮光筒屏练习2、12.(2)若测得双缝与屏之间距离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)观察第1条亮纹的位置如图(a)所示,观察第5条亮纹的位置如图(b)所示,则可求出红光的波长=m.(保留一位有效数字)010152004001012345图(a)图(b)7×10-7解见下页13.(2)解:由读数得则由公式题目14.巩

6、固练习1.用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图.图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、④分别是______、______.(选填单缝、双缝、滤光片)2、利用双缝干涉仪来测光的波长,实验装置包括以下主要元件:A、白炽灯,B、单缝片,C、光屏及测量头,D、双缝,E、遮光筒,F、滤光片。把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是(1)A(A已填好)。(2)正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,用测量头测出10条红亮条纹间距为a;改用绿色滤光片,其它条件不变,用测量头测出10条绿亮条纹间距为b,则一定有a___b(填“大于”、“小于”、或“等于”)滤光片

7、双缝FBDEC大于15.3.现有毛玻璃屏A,双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_____________、A.E、D、B16.(2)本实验的实验步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用米尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微

8、器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意________________________和____________

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