實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)總結(jié)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)總結(jié)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)總結(jié)第一頁，共46頁。第1頁/共46頁第二頁，共46頁。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察觀察(gunch)白光及單色光的雙縫干涉圖樣白光及單色光的雙縫干涉圖樣2測(cè)定單色光的波長(zhǎng)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)第2頁/共46頁第三頁，共46頁。第3頁/共46頁第四頁，共46頁。第4頁/共46頁第五頁，共46頁。第5頁/共46頁第六頁，共46頁。三、實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)(shyn)器材器材 雙縫干涉儀雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭組成筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭組成)、學(xué)生電源、

2、導(dǎo)線、刻度尺、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺第6頁/共46頁第七頁，共46頁。四、實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)(shyn)操作操作1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)步驟步驟(1)觀察雙縫干涉圖樣觀察雙縫干涉圖樣將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖實(shí)實(shí)154所示所示第7頁/共46頁第八頁，共46頁。接好光源，打開開關(guān)接好光源，打開開關(guān)(kigun)，使燈絲正常發(fā)光，使燈絲正常發(fā)光調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸線上，使雙縫和單縫的縫平安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸

3、線上，使雙縫和單縫的縫平行，二者間距為幾個(gè)厘米，這時(shí)，可觀察到白光的干涉條紋行，二者間距為幾個(gè)厘米，這時(shí)，可觀察到白光的干涉條紋在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋第8頁/共46頁第九頁，共46頁。(2)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)(bchng)安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第，將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移

4、動(dòng)至第動(dòng)至第n條亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)條亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2.用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏間距離用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏間距離l(d是已知的是已知的)重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長(zhǎng)重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長(zhǎng)(bchng)的平均值的平均值換用不同的濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)換用不同的濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)第9頁/共46頁第十頁，共46頁。第10頁/共46頁第十一頁，共46頁。五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng)1雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)保養(yǎng)2安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮

5、光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)距適當(dāng)3光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近4照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋不清晰的一般測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋不清晰的一般(ybn)原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)第11頁/共46頁第十二頁，共46頁。六、誤差分析六、誤差分析1雙縫到屏的距離雙縫到屏的距離l的測(cè)量存在誤差的測(cè)量存在誤差2測(cè)條紋間距測(cè)

6、條紋間距(jin j)x帶來的誤差：帶來的誤差：(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度(2)誤認(rèn)為誤認(rèn)為x為亮為亮(暗暗)條紋的寬度條紋的寬度(3)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心于條紋中心(4)測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距(jin j)中的中的條紋數(shù)未數(shù)清條紋數(shù)未數(shù)清第12頁/共46頁第十三頁，共46頁。第13頁/共46頁第十四頁，共46頁。例例1 (2011濰坊一模濰坊一模)在觀察在觀察光的干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)光的干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)(shyn)中，

7、將兩中，將兩片刀片合在一起，在涂有墨汁片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫；按圖實(shí)縫；按圖實(shí)155所示的方所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫法，讓激光束通過自制的雙縫(1)保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙越小，屏上明暗相間的條紋間距越小，屏上明暗相間的條紋間距_(選填：選填：“越大越大”或或“”越小越小)；第14頁/共46頁第十五頁，共46頁。(2)保持雙縫的間隙不變，光屏到縫的距離越大，屏上明暗保持雙縫的間隙不變，光屏到縫的距離越大，屏上明暗相間的條紋間距相間的條紋間距_(

8、選填：選填：“越大越大”或或“越小越小”)；(3)在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件(tiojin)下，用不同顏色的光做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用藍(lán)色光做實(shí)下，用不同顏色的光做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用藍(lán)色光做實(shí)驗(yàn)在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實(shí)驗(yàn)時(shí)驗(yàn)在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實(shí)驗(yàn)時(shí)_(選填選填“大大”或或“小小”)；第15頁/共46頁第十六頁，共46頁。第16頁/共46頁第十七頁，共46頁。例例2現(xiàn)有現(xiàn)有(xin yu)毛玻璃屏毛玻璃屏A、雙縫、雙縫B、白光光源、白光光源C、單縫單縫D和透紅光的濾光片和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如等光學(xué)元件

9、，要把它們放在如圖實(shí)圖實(shí)156所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)量紅光的波長(zhǎng)第17頁/共46頁第十八頁，共46頁。(1)將白光光源將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)(tioji)光源高度，使光光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；第18頁/共46頁第十九

10、頁，共46頁。按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線遮光筒的軸線(zhu xin)上；上；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_和和_第19頁/共46頁第二十頁，共46頁。(3)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖實(shí)條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖實(shí)1

11、57甲所示，然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與甲所示，然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)如圖實(shí)條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)如圖實(shí)157乙所示的乙所示的手輪上的示數(shù)手輪上的示數(shù)_mm，求得相鄰，求得相鄰(xin ln)亮紋亮紋的間距的間距x為為_mm.第20頁/共46頁第二十一頁，共46頁。(4)已知雙縫間距已知雙縫間距d為為2.0104 m，測(cè)得雙縫到屏的距離，測(cè)得雙縫到屏的距離(jl)l為為0.700 m，由計(jì)算式，由計(jì)算式_，求得所測(cè)紅，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為光波長(zhǎng)為_nm.第21頁/共46頁第二十二頁，共46頁。解析解析本題對(duì)本題對(duì)“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)

12、用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了全面考查，既實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了全面考查，既考查實(shí)驗(yàn)原理，又考查實(shí)驗(yàn)器材、步驟及數(shù)據(jù)處理考查實(shí)驗(yàn)原理，又考查實(shí)驗(yàn)器材、步驟及數(shù)據(jù)處理(1)光源發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后變成單色光，單色光經(jīng)過單縫后相當(dāng)光源發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后變成單色光，單色光經(jīng)過單縫后相當(dāng)于線光源，再透過雙縫時(shí)，雙縫相當(dāng)于振動(dòng)情況完全相同的相干光于線光源，再透過雙縫時(shí)，雙縫相當(dāng)于振動(dòng)情況完全相同的相干光源雙縫發(fā)出的兩列相干光在光屏上疊加后形成源雙縫發(fā)出的兩列相干光在光屏上疊加后形成(xngchng)穩(wěn)定的穩(wěn)定的干涉條紋，故雙縫干涉儀上自左向右依次是：白光光源、濾光片干涉條紋，故雙縫干涉儀上自左向右依次是：白光光

13、源、濾光片E、單縫、單縫D、雙縫、雙縫B和毛玻璃屏和毛玻璃屏A.第22頁/共46頁第二十三頁，共46頁。第23頁/共46頁第二十四頁，共46頁。第24頁/共46頁第二十五頁，共46頁。第25頁/共46頁第二十六頁，共46頁。1某同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，某同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得成功，若他在此基礎(chǔ)上對(duì)儀器的安裝作如下改動(dòng)，但還能獲得成功，若他在此基礎(chǔ)上對(duì)儀器的安裝作如下改動(dòng)，但還能使實(shí)驗(yàn)成功的是使實(shí)驗(yàn)成功的是 ()A將遮光筒內(nèi)的光屏，向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許將遮光筒內(nèi)的光屏，向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許(shox)，其他不動(dòng)其他不動(dòng)B將濾光片移至單縫和

14、雙縫之間，其他不動(dòng)將濾光片移至單縫和雙縫之間，其他不動(dòng)C將單縫向雙縫移動(dòng)少許將單縫向雙縫移動(dòng)少許(shox)，其他不動(dòng)，其他不動(dòng)D將單縫與雙縫的位置互換，其他不動(dòng)將單縫與雙縫的位置互換，其他不動(dòng)第26頁/共46頁第二十七頁，共46頁。答案答案(d n)：ABC第27頁/共46頁第二十八頁，共46頁。2如圖實(shí)如圖實(shí)158所示是實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，甲圖是用綠所示是實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，甲圖是用綠光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏上觀察到的條紋情況，光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏上觀察到的條紋情況，a為中央明紋；為中央明紋；乙圖為換另一種顏色乙圖為換另一種顏色(yns)的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的條紋情況，條紋情

15、況，b為此時(shí)中央明條紋，則下列說法正確的是為此時(shí)中央明條紋，則下列說法正確的是 ()第28頁/共46頁第二十九頁，共46頁。A乙圖可能是用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋乙圖可能是用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋(tio wn)，表明紅光，表明紅光波長(zhǎng)波長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)B乙圖可能是用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋乙圖可能是用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋(tio wn)，表明紫光，表明紫光波長(zhǎng)波長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)C乙圖可能是用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋乙圖可能是用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋(tio wn)，表明紫光，表明紫光波長(zhǎng)波長(zhǎng)較短較短D乙圖可能是用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋乙圖可能是用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋(tio wn)，表明紅光，表明紅光波長(zhǎng)波長(zhǎng)較短較短第29頁/共46頁第

16、三十頁，共46頁。答案答案(d n)：A第30頁/共46頁第三十一頁，共46頁。3用單色光做雙縫干涉用單色光做雙縫干涉(gnsh)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A相鄰干涉相鄰干涉(gnsh)條紋之間的距離相等條紋之間的距離相等B中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍倍C屏與雙縫之間的距離減小，則屏上條紋間距增大屏與雙縫之間的距離減小，則屏上條紋間距增大D在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距藍(lán)光的條紋間距第31頁/共46頁第三十二頁，共46頁。答案答案(d n)：A第32頁/共46頁第三

17、十三頁，共46頁。4(2011桐城模擬桐城模擬)利用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)利用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)(bchng)實(shí)實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)中，雙縫間距雙縫間距d0.4 mm，雙縫到光屏間的距離，雙縫到光屏間的距離l0.5 m，用某，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖實(shí)種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖實(shí)159所示，分劃所示，分劃板在圖中板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則：位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則：第33頁/共46頁第三十四頁，共46頁。(1)分劃板在圖中分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為xA_ mm，xB_ mm，相鄰兩條紋，相鄰兩條紋(tio wn

18、)間距間距x_ mm；(2)波長(zhǎng)的表達(dá)式波長(zhǎng)的表達(dá)式_(用用x、l、d表示表示)，該單色光的波，該單色光的波長(zhǎng)長(zhǎng)_ m；(3)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋(tio wn)間間距將距將_(填填“變大變大”“不變不變”或或“變小變小”)第34頁/共46頁第三十五頁，共46頁。第35頁/共46頁第三十六頁，共46頁。第36頁/共46頁第三十七頁，共46頁。5(2011泉州模擬泉州模擬)用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間距離知雙縫間距離d0.25 mm，雙縫到毛玻璃屏間距離，雙縫到毛玻璃屏間距離L的大小的大小

19、也由下圖中毫米刻度尺讀出也由下圖中毫米刻度尺讀出(如圖戊所示如圖戊所示)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)(ydng)測(cè)量頭測(cè)量頭(如圖甲所示如圖甲所示)上的手輪，把分劃線對(duì)準(zhǔn)靠近最上的手輪，把分劃線對(duì)準(zhǔn)靠近最左邊的一條明條紋左邊的一條明條紋(如圖乙所示如圖乙所示)，并記下螺旋側(cè)微器的讀數(shù)，并記下螺旋側(cè)微器的讀數(shù)x1(如圖丙所示如圖丙所示)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，把分劃線向右邊移動(dòng)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，把分劃線向右邊移動(dòng)(ydng)，直到對(duì)準(zhǔn)第，直到對(duì)準(zhǔn)第7條明條紋并記下螺旋測(cè)微器讀數(shù)條明條紋并記下螺旋測(cè)微器讀數(shù)x7(如如圖丁所示圖丁所示)，由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可求得該單色光的波長(zhǎng)，由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可求得該單色光的波長(zhǎng)第37頁/共46頁第三十八頁，共46頁。第38頁/共46頁第三十九頁，共46頁。圖戊中雙縫的位置圖戊中雙縫的位置L1_ mm，毛玻璃屏的位置，毛玻璃屏的位置L2_ mm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x1_ mm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x7_ mm.請(qǐng)用以上請(qǐng)用以上(yshng)測(cè)量的符號(hào)表示出該單色光波長(zhǎng)的表達(dá)式測(cè)量的符號(hào)表示出該單色光波長(zhǎng)的表達(dá)式_第39頁/共46頁第四十頁，共46頁。第40頁/共46頁第四十一頁，共46頁。6在在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上儀按要求