高中物理 第13章 第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課件 新人教版選修3-4

1、高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件第四節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)第四節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課標(biāo)定位課標(biāo)定位知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第四節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙第四節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)原理并會(huì)測(cè)量單色光的波長(zhǎng)2會(huì)推導(dǎo)亮條紋(或暗條紋)的間距公式重點(diǎn)難點(diǎn)：1.測(cè)單色光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)原理2根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算波長(zhǎng)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件

2、課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件2觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣3測(cè)定單色光的波長(zhǎng)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1相鄰亮紋相鄰亮紋(或暗紋或暗紋)間的距離間的距離x與入射光波長(zhǎng)與入射光波長(zhǎng)之間的定量關(guān)系之間的定量關(guān)系高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件如圖1341所示，雙縫間距d，雙縫到屏的距離l.雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0.對(duì)屏上與P0距離為x的一點(diǎn)P，兩縫與P的距離PS1r1，PS2r2.在線段PS2上作PMPS1，則S2Mr2r1，因dl，所

3、以三角形S1S2M可看做直角三角形圖圖1341高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2觀察雙縫干涉圖樣光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，單色光通過單縫后相當(dāng)于線光源，經(jīng)雙縫后產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，通過屏可以觀察到明暗相間的干涉條紋，如果用白光通過雙縫可以觀察到_條紋彩色彩色高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)左、右移動(dòng)測(cè)量時(shí)，應(yīng)使分劃板_對(duì)齊某亮條紋(或暗條紋)的中心(如圖乙所示)，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a1，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻線對(duì)齊另一相鄰的亮條紋(或暗

4、條紋)中心時(shí)，記下手輪上的讀數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是相鄰兩亮條紋(或暗條紋)間的距離，即x|a1a2|.中心刻線中心刻線高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件圖1342高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀，即光具座、光源、單縫、雙縫、濾光片(紅、綠色各一片)、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭(目鏡、游標(biāo)尺、分劃板、滑塊、手輪)，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺四、實(shí)驗(yàn)步驟1按圖1343所示安裝儀器圖圖1343高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上3使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(或綠)色濾光片，讓光通過單縫

5、后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測(cè)量頭，仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡焦距觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件4加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時(shí)調(diào)節(jié)手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)使分劃板移動(dòng)，直到分劃板的中心刻線對(duì)齊另一條紋中心，記下此時(shí)手輪讀數(shù)和移過分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n.高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、注意事項(xiàng)一、注意事項(xiàng)1放置單縫和雙縫時(shí)，必須使縫平行放置單縫和雙縫時(shí)，必須使縫平行2

6、要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上在同一條軸線上3測(cè)量頭的中心刻線要對(duì)應(yīng)著亮測(cè)量頭的中心刻線要對(duì)應(yīng)著亮(或暗或暗)紋的中心紋的中心4要多測(cè)幾個(gè)亮紋要多測(cè)幾個(gè)亮紋(或暗紋或暗紋)中心間的距離，再求中心間的距離，再求x.5調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在像屏上的光很弱，主要調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在像屏上的光很弱，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；干涉條紋不清晰一般是因?yàn)閱慰p與雙縫不平所致；干涉條紋不清晰一般是因?yàn)閱慰p與雙縫不平行行高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件二、誤差分

7、析1(1)測(cè)雙縫到屏的距離l帶來的誤差，可通過選用mm刻度尺，進(jìn)行多次測(cè)量求平均值的辦法減小誤差(2)通過測(cè)量多條亮條紋間的距離來減小測(cè)量誤差2測(cè)條紋間距x帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度(2)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(3)測(cè)量多條亮條紋間距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的考查對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的考查 (2011年黃岡高二期中年黃岡高二期中)如圖如圖1344所示，所示，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)”的實(shí)驗(yàn)中，光具座上的實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件有光源、遮光筒和其他元件，其中放

8、置的光學(xué)元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各裝置的名稱依次是下列選項(xiàng)中的各裝置的名稱依次是下列選項(xiàng)中的_圖圖1344高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件Aa單縫、b濾光片、c雙縫、d光屏Ba單縫、b雙縫、c濾光片、d光屏Ca濾光片、b單縫、c雙縫、d光屏Da濾光片、b雙縫、c單縫、d光屏對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋(或暗紋)之間的距離，可采用的方法是(任寫一種方法) _高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【答案】C增加雙縫到屏的距離，也可以減小雙縫間距高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件在在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，將用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，將雙縫

9、干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上(如圖如圖1345甲甲)，并選用縫間距，并選用縫間距d0.20 mm的雙縫屏從的雙縫屏從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L700 mm.然后，接通電源使光源正常工作然后，接通電源使光源正常工作對(duì)儀器讀數(shù)及實(shí)驗(yàn)原理的考查對(duì)儀器讀數(shù)及實(shí)驗(yàn)原理的考查高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件圖1345高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x11.16 mm；接著