好上课用选修3-413.4实验：用双缝干涉测量光的波长..ppt

第十三章第十三章 光光人教版物理如如图图所示，牛所示，牛顿顿用三棱用三棱镜镜把太阳光分成把太阳光分成连续连续分布分布的七种色光，因此我的七种色光，因此我们们知道了知道了单单色光有七种不同的色光有七种不同的颜颜色，那么你知道它色，那么你知道它们们的波的波长长是怎是怎样测样测出来的出来的吗吗？第十三章第十三章 光光人教版物理11.4实验：实验：用双缝干涉测量光的波长用双缝干涉测量光的波长第十三章第十三章 光光人教版物理1.实验原理实验原理如如图图所所示示，已已知知双双缝缝间间距距d d，再再测测出出双双缝缝到到屏屏的的距距离离L L和相邻条纹间距和相邻条纹间距x x，就可以求得，就可以求得光波的波长光波的波长第十三章第十三章 光光人教版物理(2)实验器材实验器材光光源源、滤滤光光片片、单单缝缝、双双缝缝、遮遮光光筒筒、光光屏屏及及光具座光具座第十三章第十三章 光光人教版物理 (3)实验步骤实验步骤 按照装置安装好仪器，调整光源的位置，使光按照装置安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏 放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样件的间距，观察白光的双缝干涉图样第十三章第十三章 光光人教版物理在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样光通过后观察单色光的双缝干涉图样用用米米尺尺测测出出双双缝缝到到屏屏幕幕的的距距离离L，用用测测量量头头测出相邻的两条亮测出相邻的两条亮(或暗或暗)纹间的距离纹间的距离x.第十三章第十三章 光光人教版物理利用表达式利用表达式 求单色光的波长求单色光的波长换换用用不不同同颜颜色色的的滤滤光光片片，观观察察干干涉涉图图样样的的异同，并求出相应的波长异同，并求出相应的波长第十三章第十三章 光光人教版物理注意事项：注意事项：放置单缝和双缝时，必须使缝平行放置单缝和双缝时，必须使缝平行 要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中 心在同一条轴线上心在同一条轴线上 测量头的中心刻线要对应着亮测量头的中心刻线要对应着亮(或暗或暗)纹的中心纹的中心 先测出先测出n条亮条亮(或暗或暗)纹中心间的距离纹中心间的距离a，则相邻，则相邻亮亮 条纹间的距离条纹间的距离xa/(n1)第十三章第十三章 光光人教版物理双缝干涉测波长双缝干涉测波长第十三章第十三章 光光人教版物理双缝干涉测波长双缝干涉测波长测量头测量头由由分划板、目镜、手轮分划板、目镜、手轮等构成转动手轮，分划等构成转动手轮，分划板会左右移动测量时，应使分划板的中心刻线与条纹板会左右移动测量时，应使分划板的中心刻线与条纹的中心对齐的中心对齐第十三章第十三章 光光人教版物理现现有毛玻璃屏有毛玻璃屏A，双，双缝缝B、白光光源、白光光源C、单缝单缝D和和透透红红光的光的滤滤光片光片E等光学元件，要把它等光学元件，要把它们们放在下放在下图图所所示的光具座上示的光具座上组组装成双装成双缝缝干涉装置，用以干涉装置，用以测测量量红红光的光的波波长长(1)将将白白光光光光源源C放放在在光光具具座座最最左左端端，依依次次放放置置其其他他光光学学元元件件，由由左左至至右右，表表示示各各光光学元件的字母排列学元件的字母排列顺顺序序应为应为C、_、A.E、D、B第十三章第十三章 光光人教版物理(2)本实验的实验步骤有：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；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；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；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头用测量头(其读数方法同螺旋测微器其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮测量数条亮纹间的距离纹间的距离在操作步骤在操作步骤时还应注意时还应注意_和和_单缝与双缝的间距为单缝与双缝的间距为5cm10cm，使单缝与双缝相互平行使单缝与双缝相互平行第十三章第十三章 光光人教版物理(3)将将测测量量头头的的分分划划板板中中心心刻刻线线与与某某亮亮纹纹中中心心对对齐齐，将将该该亮亮纹纹定定为为第第1条条亮亮纹纹，此此时时手手轮轮上上的的示示数数如如图图甲甲所所示示然然后后同同方方向向转转动动测测量量头头，使使分分划划板板中中心心刻刻线线与与第第6条条亮亮纹纹中中心心对对齐齐，记记下下此此时时图图乙乙中中手手轮轮上上的的示示数数_mm，求求 得得 相相 邻邻 亮亮 纹纹 的的 间间 距距 为为 x为为_mm.(4)已知双已知双缝间缝间距距d为为2.0104m，测测得双得双缝缝到屏到屏的距离的距离l为为0.700m，由，由计计算算公式公式_，求得所，求得所测红测红光波光波长为长为_m.第十三章第十三章 光光人教版物理某同学在做某同学在做“双双缝缝干涉干涉测测定光的波定光的波长长”实验时实验时，第一次分划板，第一次分划板中心刻度中心刻度线对齐线对齐第第2条条亮亮纹纹的中心的中心时时(如如图图甲中的甲中的A)，游，游标标卡尺的卡尺的示数如示数如图图乙所示，第二次分划板中心刻度乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐线对齐第第6条条亮亮纹纹的中心的中心时时(如如图图丙中的丙中的B)，游，游标标卡尺的示数如卡尺的示数如图图丁所示已知双丁所示已知双缝缝间间距距d0.5mm，缝缝到屏的距离到屏的距离L1m.则则：(1)图图乙中游乙中游标标卡尺的示数卡尺的示数为为_cm.(2)图图丁中游丁中游标标卡尺的示数卡尺的示数为为_cm.(3)所所测测光波的波光波的波长为长为_m(保留两位有效数字保留两位有效数字)答案：答案：(1)1.250(2)1.770(3)6.5107 第十三章第十三章 光光人教版物理1801年年，托托马马斯斯杨杨用用双双缝缝干干涉涉实实验验研研究究了了光光波波的的性性质质.1834年年，洛洛埃埃利利用用单单面面镜镜同同样样得得到到了了杨杨氏双氏双缝缝干涉的干涉的结结果果(称称洛埃洛埃镜实验镜实验)(1)洛埃镜实验的基本装洛埃镜实验的基本装置如图所示，置如图所示，S为单色光为单色光源，源，M为一平面镜试用为一平面镜试用平面镜成像作图法画出平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交接发出的光在光屏上相交的区域的区域第十三章第十三章 光光人教版物理(2)设设光光源源S到到平平面面镜镜的的垂垂直直距距离离和和光光屏屏的的垂垂直直距距离离分分别别为为a和和L，光光的的波波长长为为，在在光光屏屏上上形形成成干干涉涉条条纹纹写写出出相相邻邻两两条条亮亮纹纹(或或暗暗纹纹)间间距距离离x的表达式的表达式第十三章第十三章 光光人教版物理第十三章第十三章 光光人教版物理用用氦氦氖氖激激光光器器进进行行双双缝缝干干涉涉实实验验，已已知知使使用用的的双双缝缝间间距距离离d0.1mm，双双缝缝到到屏屏的的距距离离l6.0m，测测得得屏屏上上干干涉涉条条纹纹中中相相邻邻亮亮纹纹的的间间距距是是3.8cm，氦氦氖氖激激光光器器发发出出的的红红光光的的波波长长是是多多少少？假假如如把把整整个个装装置置放放入入折折射射率率是是 的的水水中中，这这时时屏上的条屏上的条纹间纹间距是多少？距是多少？答案：答案：6.310-7m2.810-2m