高考物理 實(shí)驗(yàn)18用雙縫干涉測光的波長課件 新人教版

●自主學(xué)習(xí)一、實(shí)驗(yàn)原理單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)紋間的距離Δx與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長λ之間滿足

.Δx＝lλ/d二、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀、米尺、測量頭．三、實(shí)驗(yàn)步驟1．觀察雙縫干涉圖樣(1)如圖所示．把直徑約10cm、長約1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端裝有

，另一端裝有毛玻璃屏；(2)取下雙縫，打開光源，調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的一束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮；雙縫(3)放好單縫和雙縫，單縫和雙縫間距離約為5cm～10cm，使縫相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上，這時(shí)在屏上就會(huì)看到白光的

；(4)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的雙縫干涉圖樣．雙縫干涉圖樣2．測定單色光的波長(1)使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的

，轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線移動(dòng)；記下移動(dòng)的條紋數(shù)n和移動(dòng)后手輪上的

，a1與a2之差即n條亮紋的間距．(2)用刻度尺測量雙縫到光屏間距離l(雙縫間的距離d是已知的)．(3)重復(fù)測量、計(jì)算，求出波長的

．(4)換用不同濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測量其他單色光的波長．讀數(shù)a_1讀數(shù)a2平均值●深化拓展一、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整光源、單縫、雙縫和光屏、測量頭共軸，單縫和雙縫安裝時(shí)應(yīng)豎直且相互平行，遮光筒的軸線要與光具座導(dǎo)軌平行．若不共軸或單縫與雙縫不平行則會(huì)引起干涉條紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測量．2．分劃板上的刻度線應(yīng)與干涉條紋的亮(暗)線平行，否則會(huì)增大測量結(jié)果的誤差．3．雙縫、測量頭安裝到遮光筒上時(shí)要裝到底，使各部件的定位面緊密結(jié)合，否則影響測量結(jié)果．二、實(shí)驗(yàn)誤差分析光波波長很小，Δx、l的測量對波長λ的影響很大，l用毫米刻度尺測量，Δx利用測量頭上的游標(biāo)卡尺測量；可測多條亮紋間距求Δx；采用多次測量求λ的平均值法減小誤差．●針對訓(xùn)練利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說法：A．將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B．將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄E．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失其中正確的是__________．解析：由條紋間距公式Δx＝λ，d指雙縫間距離，l是雙縫到屏的距離，可知：A項(xiàng)中l(wèi)減小，Δx變??；B項(xiàng)中λ變大，Δx變大；D項(xiàng)中d變大，Δx變小．故A、B、D正確．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，對條紋間距沒有影響，故C錯(cuò)；濾光片的作用是為了得到單色光，去掉濾光片后，干涉條紋成為彩色條紋，故E錯(cuò)．答案：ABD【例1】(2009·四川三臺(tái)中學(xué)檢測)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．(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?yàn)镃、__________、__________、__________、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②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；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮(暗)紋間的距離．在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意__________和__________．(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(shí)手輪上的示數(shù)如圖(甲)所示．然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)圖(乙)中手輪上的示數(shù)__________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為__________mm.(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式λ＝__________，求得所測紅光波長為__________nm.[解析]

(1)濾光片E是從白光中選出單色紅光，單縫是獲取線光源，雙縫是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏，所以排列順序?yàn)椋篊、E、D、B、A.(2)在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為5cm～10cm.(3)手輪的讀數(shù)應(yīng)該：先讀整數(shù)刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可動(dòng)刻度，圖(甲)讀數(shù)為2.320mm，圖(乙)讀數(shù)為13.870mm，所以相鄰條紋間距(4)由條紋間距公式Δx＝λ，得：λ＝，代入數(shù)值得：λ＝6.6×10－7m＝6.6×102nm.[答案]

(1)E、D、B(2)放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行單縫、雙縫間距離大約為5cm～10cm(3)13.8702.310(4)6.6×102

(2009·北京理綜)在《用雙縫干涉測光的波長》實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上(如圖1)，并選用縫間距d＝0.2mm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L＝700mm.然后，接通電源正常工作．(1)已知測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，從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖2(a)所示，圖2(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時(shí)圖2(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖3(a)所示，此時(shí)圖3(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2＝________mm；

(2)利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx＝________mm；這種色光的波長λ＝________nm.解析：本題考查雙縫干涉測量波長實(shí)驗(yàn)的基本操作和計(jì)算，意在考查考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，包括掌握?shí)驗(yàn)原理、會(huì)使用測量工具和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等．由題圖知，4