实验：用双缝干涉测光的波长课件.ppt

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1、实验　用双缝干涉测光的波长单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝d·Δx/l.双缝S1S2屏幕△x△x★我们所说的亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗的地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。1、什么是干涉条纹的间距?附：测量头的构造及使用如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图乙所示，记下此时手轮上的读数．双缝干涉仪即：光具座、光源、滤光片、单

2、缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．1．观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。图2(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．(3)调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5～10cm，这时，可观察白光的干涉条纹．(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．2．测定单色光的波长(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条

3、纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹。则相邻两条纹间的距离(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。由公式计算波长.重复测量、计算，求出波长的平均值.(4)换用不同的滤光片，测量其它色光的波长.(1)双缝到屏的距离l的测量存在误差。(2)测条纹间距Δx带来的误差：①干涉条纹没有调整到最清晰的程度。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测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。1．实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴

4、，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上.若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量．2．分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量结果的误差．3．双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否则影响测量结果．题型一对实验原理、步骤、数据测量的考查[例1]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．图3(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，

5、表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.(2)本实验的步骤有：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器)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意______________________________和__________________________________________________．(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

6、1条亮纹，此时手轮上的示数如图4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，记下此时图乙中手轮上的示数________mm.求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.图4(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.[解析](1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏．所以排列顺序为：C、E、D、B、A.(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝

7、、双缝间距离大约为5～10cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上．(3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870mm，图甲读数为2.320mm，所以相邻条纹间距题后反思双缝干涉是光具有波动性的有力的实验证据．通过对干涉图样的观察、测量与有关计算分析，让学生建立牢固的波的形象的概念．变式1—1(2009·北京高考)在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图5)，并选用缝间距d＝0.20mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝7

8、00mm.然后，接通电源使光源正常工作．图5图6　　　　　　　　　　　　　图7①