第十三章实验用双缝干涉测量光的波长.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,2,、干涉条纹间距与光的波长的关系,分析（,3-4,课本,80,页，课后自主分析）,三、实验器材,双缝干涉仪,(,由光具座、光源、滤光片、双缝、,单缝、毛玻璃屏、,遮光筒、测量头组成,),，另外还有学生电源、导线、刻度尺,四、实验步骤,1,观察干涉条纹,(1),将光源、,、,依次安放在光具座上,(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，使光源发出的光能沿,到达光屏（粗调）,(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,，二者间距约,，这时，可观察,光的干涉条纹,(5),在单缝和光源间放上滤光片，观察,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,a,1,，将该条纹记为第,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,a,2,，将该条纹记为第,n,条亮纹（累积法）,(3),用刻度尺测量双缝到光屏的距离,l,(,d,是已知的,),(4),重复测量,3,光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近,4,照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节,七、误差分析,1,双缝到屏的距离,l,的测量存在误差,2,测条纹间距,x,带来的误差：,(1),干涉条纹没有调整到最清晰的程度,(2),误认为,x,为亮,(,暗,),条纹的宽度,案例,1,（,09,年上海高考）如图实,8,所示为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大，可改用波长更,_(,填：长、短,),的单色光，或者使双缝与光屏之间的距离,_(,填：增大，减小,),图实,8,实验原理考查,案例,2,（,05,年天津理综）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，要把它们放在如图实,3,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,图实,3,实验器材、实验步骤及数据处理,(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,.,(2),本实验的实验步骤有：,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；,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；,用米尺测量双缝到屏的距离；,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,1,条亮纹，此时手轮上的示数如图实,4,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，记下此时图实,4,乙中手轮上的示数,_mm,，求得相邻亮纹的间距,x,为,_mm.,图实,4,(4),已知双缝间距,d,为,2.010,4,m,，测得双缝到屏的距离,l,为,0.700 m,，由计算公式,_,，求得所测红光波长为,_nm.,答案,(1),E,、,D,、,B,(2),单缝与双缝的间距为,5 cm,10 cm,使单缝与双缝相互平行,(3)13.870,2.310,(4),6.610,2,练,1,（,2006,全国理综卷第,22,题）利用图中装置研究双缝,干涉时，有下面几种说法：,A,、将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄,B,、将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽,C,、将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽,D,、换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄,E,、去掉滤光片后，干涉现象消失,其中正确的是：（）,练,2,（,05,广东物理）如图实,6,所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图,图实,6,(1),图中是光源，是光屏，它们之间的依次是,_,、,_,和,_,(2),以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离,(,),A,增大和之间的距离,B,增大和之间的距离,C,将红色滤光片改为绿色滤光片,D,增大双缝之间的距离,(3),在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是,600 mm,，,双缝之间的距离是,0.20 mm,，单缝到双缝之间的距离是,100 mm.,某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中,看到的分划板中心刻线对准某条亮纹,(,记作第,1,条,),的中心,，这时手轮上的示数如图实,7,甲所示然后他转动测量,头，使分划板中心刻线对准第,7,条亮纹的中心，这时手轮,上的示数如图实,7,乙所示，这两次示数依次为,_mm,和,_mm,，由此可以计算出这次,实验中所测得的单色光的波长为,_nm.,解析：,(1),在用光的干涉测波长的实验中，光具座上从,左向右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光,屏和测量头,(2),由,x,可知，当增大双缝到光屏间的距离,l,或减小,双缝之间的距离,d,或增大光的波长,时，光屏上相邻两条,亮纹之间的距离将增大故选项,B,正确,(3),亮条纹在读数时由螺旋测微器原理知图甲读数为,0.641 mm,，图乙读数为,10.293 mm.,由,x,1.6087 mm,得,x,1.6087 mm,5.3610,7m,536 nm.,答案：,(1),滤光片单缝双缝,(2)B,(3)0.641,10.293,536,练,3,用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离,d,的大小恰好是图实,5,中游标卡尺的读数，如图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头,(,如图甲,),上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹,(,如图乙所示,),，并记下螺旋测微器的读数,x,1,(,如图戊所示,),，然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第,7,条亮条纹并记下螺旋测微器的读数,x,2,(,如图己所示,),，由以上测量数据求该单色光的波长,图实,5,答案,810,7,m,