选修34《实验用双缝干涉测光的波长》复习.pptx

1,了解双缝干涉原理，能安装和调试仪器,2,观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉图样,3,掌握用公式,x,测波长方法,第,3,讲 试验 用双缝干涉测光波长,双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、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,单色光经过单缝后，经双缝产生稳定干涉图样，图样中相邻两条亮,(,暗,),纹间距,x,与双缝间距,d,、双缝到屏距离,l,、单色光波长,之间满足,d,x,/,l,.,1/16,附：测量头结构及使用,如,图,2,3,1,甲所表示，测量头由分划板、目镜、手轮等组成，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中心，如图2,3,1,乙，记下此时手轮上读数,两次读数之差就表示这两条条纹间距离,实际测量时，要测出,n,条明纹,(,暗纹,),宽度，设为,a,，那么,x,.,2/16,一、安装仪器,1,将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,，,如图,2,3,2,所表示,2,接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光调整各部件高度，使光源灯丝发出光能沿轴线抵达光屏,3,安装单缝和双缝，中心位于遮光筒轴线上，使双缝和单缝缝平行,3/16,二、观察与统计,4,调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光干涉条纹,5,在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光干涉条纹,6,调整测量头，使分划板中心刻度线对齐第,1,条亮条纹中心，记下手轮上,读数,a,1,，,转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第,n,条相邻明条纹中心对齐时，记下手轮上刻度数,a,2,，,则相邻两条纹间距离,x,.,7,换用不一样滤光片，测量其它色光波长,4/16,三、数据处理,8,用,刻度尺测量出双缝到光屏间距离,l,，由公式,x,计算波长重复测量、计算，求出波长平均值,1,使用测量头测量,a,1,、,a,2,易出现误差这么造成了条纹间距,x,误差,2,用刻度尺测量,l,时，也轻易出现误差,5/16,1,试验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒轴线要与光具座导轨平行若不共轴或单缝与双缝不平行则会引发干涉条纹亮度小，不清楚，不便于观察和测量,2,分划板上刻线应与干涉条纹亮,(,暗,),线平行，不然会增大测量结果误差,3,双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件定位面紧密吻合，不然影响测量结果,6/16,【,例,1】,如图,2,3,3,所表示,，,在,“,用双缝干涉测光波长,”,试验中,，,光具座上放置光学元件依次为,光源,、,_,、,_,、,_,、,遮光筒,、,光屏,对于某种单色光，为增加相邻亮纹,(,暗纹,),间距离，可采取,_,或,_,方法,7/16,解析：,做该试验时用单色光，应尤其注意，,是滤光片，其它依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏由条纹间距公式,x,可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏距离或者减小两缝间距离,答案：,滤,光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光缝屏距离减小两缝间距离,8/16,【,例,2】,现有毛玻璃屏,A,、,双缝,B,、,白光光源,C,、,单缝,D,和透红光滤光片,E,等光学元件,，,要把它们放在图,2,3,4,所表示光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光波长,(1),将白光光源,C,放在光具座最左端,，,依次放置其它光学元件,，,由左至右,，,表示各光学元件字母排列次序应为,C,、,_,、,A,.,9/16,(2),本试验步骤有：,取下遮光筒左侧元件，调整光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；,按合理次序在光具座上放置各光学元件，并使各元件中心位于遮光筒轴线上；,用米尺测量双缝到屏距离；,用测量头,(,其读数方法同螺旋测微器,),测量数条亮纹间距离,在操作步骤,时还应注意,_,10/16,(3),将测量头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，此时手轮上示数如图,2,3,5,甲所表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,2,3,5,乙中手轮上示数,_ mm,，求得相邻亮纹间距,x,为,_ mm.,(4),已知双缝间距,d,为,2.0,10,4,m,，测得双缝到屏距离,l,为,0.700m,，由计算式,_,，求得所测红光波长为,_ nm.,11/16,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，双缝屏是取得相干光源，最终成像在毛玻璃屏所以排列次序为：,C,、,E,、,D,、,B,、,A,.,(2),在操作步骤,时应注意事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为,5,10 cm,；要确保光源、滤光片、单缝、双缝和光屏中心在同一轴线上,(3),螺旋测微器读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最终看可动刻度，图乙读数为,13.870 mm,，图甲读数为,2.320 mm,，所以相邻条纹间距,x,mm,2.310 mm.,(4),由条纹间距离公式 代入数值得：,6.6,10,7,m,6.6,10,2,nm.,12/16,答案：,(1),C,、,E,、,D,、,B,、,A,(2),放置单缝,、,双缝时,，,必须使缝平行,；,单缝,、,双缝间距离大约为,5,10 cm,；,要确保光源,、,滤光片,、,单缝,、,双缝和光屏中心在同一轴线上,(3)13.870,2.310,(4),6.6,10,2,13/16,【,例,3】,在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调整光源、滤光片、单缝和双缝中心均位于遮光筒中心轴线上，并使单缝和双缝竖直而且相互平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时,(,如图,2,3,6A,所表示,),将此明纹记14/16,为,1,，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过,2,、,3,明纹，最终与明纹,6,中心对齐，分划板中心刻线与明纹,1,和明纹,6,对齐时游标卡尺示数分别如图,2,3,6,中,B,、,C,所表示,(,游标卡尺为,10,分度,),，则图,B,对应读数为,_m,，图,C,对应读数为,_m,用刻度尺量得双缝到屏距离为,60.00 cm,，由双缝上标示获知双缝间距为,0.2 mm,，则发生干涉光波波长为,_m.,在试验中，若经粗调后透过测量头上目镜观察，看不到明暗相间条纹，只看到一片亮区，造成这种情况最可能原因是,_,15/16,解析：,图,B,对应读数为,1.94,10,2,m,，图,C,对应读数为,2.84,10,2,m,，,依据公式,x,若粗调后看不到干涉条纹，只看到一片亮区，则最可能原因是单缝与双缝不平行,答案：,1.94,10,2,2.84,10,2,6.00,10,7,单缝与双缝不平行,16/16,