高中物理 實驗　用雙縫干涉測光的波長精品課件 魯科選修34

1、2021/8/11 星期三1實驗用雙縫干涉測光的波長2021/8/11 星期三2課前自主學(xué)案核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練實驗2021/8/11 星期三3課前自主學(xué)案2021/8/11 星期三42021/8/11 星期三52用測微目鏡測條紋間距y：兩條相鄰亮(或暗)條紋間的距離y用測微目鏡測出測微目鏡由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成如圖5116所示轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會左、右移動測量時，應(yīng)使分劃板中心線對齊某條亮(或暗)條紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)a1，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻線對齊相鄰的下一條亮(或暗)條紋中心時，記下手輪上的讀數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是相鄰兩條亮(或暗)條

2、紋間的距離，即y|a1a2|.2021/8/11 星期三6圖51162021/8/11 星期三7三、實驗器材雙縫干涉儀，即光具座、光源、濾光片、單縫屏、雙縫屏、遮光筒、毛玻璃屏、測微目鏡，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺2021/8/11 星期三8四、實驗步驟1器材的安裝與調(diào)整(1)先將光源、遮光筒依次放于光具座上，調(diào)整光源的高度，使它發(fā)出的一束光沿著遮光筒的軸線把屏照亮2021/8/11 星期三9(2)將單縫和雙縫安裝在光具座上，使光源、單縫及雙縫三者的中心位于遮光筒的軸線上，并注意使雙縫與單縫相互平行，在遮光筒有光屏的一端安裝測微目鏡，如圖5117所示，調(diào)整分劃板位置直到分劃板中心刻線位于光

3、屏中央圖51172021/8/11 星期三102觀察雙縫干涉圖樣(1)調(diào)節(jié)單縫的位置，使單縫和雙縫間距離保持在510 cm，使縫相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上，這時通過測微目鏡上的目鏡觀察干涉條紋，若干涉條紋不清晰，可通過遮光筒上的調(diào)節(jié)長桿輕輕撥動雙縫，即可使干涉條紋清晰明亮在屏上就會看到白光的雙縫干涉圖樣(2)將紅色(或綠色)濾光片套在單縫前面，通過目鏡可看到單色光的雙縫干涉條紋2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13核心要點突破一、注意事項1放置單縫和雙縫時，必須使縫平行，間距大約5 10 cm.2要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏

4、的中心在同一條軸線上3測量頭的中心刻線要對應(yīng)著亮(或暗)紋的中心2021/8/11 星期三144要多測幾個亮紋(或暗紋)中心間的距離，取平均值求y.5光源燈絲最好為絲狀燈絲，并與單縫平行且靠近6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、測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般主要原因是單縫與雙縫不平行所致2021/8/11 星期三15二、誤差分析1雙縫到屏的距離l的測量帶來的誤差，可選用毫米刻度尺，采用多次測量求平均值的辦法減小誤差2測條紋間距y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)測量多條亮

5、紋間距離時讀數(shù)不準(zhǔn)確2021/8/11 星期三16課堂互動講練類型一雙縫干涉實驗田 現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖5118所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長例1圖51182021/8/11 星期三17(1)將白光光源C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為C、_、_、_、A.2021/8/11 星期三18(2)本實驗的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；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上；用米尺測量雙

6、縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟時還應(yīng)注意_和_2021/8/11 星期三19(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖5119甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數(shù)_mm，求得相鄰亮紋的間距x為_mm.圖51192021/8/11 星期三20(4)已知雙縫間距d為2.0104 m，測得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計算式_，求得所測紅光波長為_ nm.【自主解答】(1)濾光片E是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲取線光源，雙縫屏是獲得相干光

7、源，最后在毛玻璃屏上成像所以排列順序為：C、E、D、B、A.2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22【答案】見精講精析2021/8/11 星期三23變式訓(xùn)練1某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，測得雙縫間距d3.0103 m，雙縫到光屏間的距離為1 m，前兩次測量手輪上的示數(shù)分別為0.6103 m和6.6103 m，兩次分劃板中心刻線間有5條暗條紋，求該單色光的波長2021/8/11 星期三24答案：4.5106 m2021/8/11 星期三25 在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能

8、透過綠光)，這時()例2類型二擴(kuò)展應(yīng)用2021/8/11 星期三26A只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在C任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D屏上無任何光亮2021/8/11 星期三27【精講精析】波的干涉條件是兩列波頻率相同，因此紅色光和綠色光不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，但紅色光和綠色光都各自發(fā)生衍射現(xiàn)象，在屏上看到的是紅色和綠色光疊加后的光，因此只有C正確【答案】C2021/8/11 星期三28變式訓(xùn)練2(2020年撫順市六校聯(lián)合體高二期末)激光散斑測速是一種嶄新的測速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當(dāng)于雙縫干涉