高中物理課件實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

第十三章第4節(jié)實(shí)驗(yàn)(shíyàn)理論指導(dǎo)典題案例(ànlì)導(dǎo)析智能演練(yǎnliàn)提升

題型一題型二第一頁(yè)，共22頁(yè)。第二頁(yè)，共22頁(yè)。第三頁(yè)，共22頁(yè)。第四頁(yè)，共22頁(yè)。二、實(shí)驗(yàn)(shíyàn)原理(1)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離Δx與入射光波長(zhǎng)λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)(tuīdǎo)：如圖13－4－1所示，雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為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PS1＝r1，PS2＝r2。在線段PS2上作PM＝PS1，那么S2M＝r2－r1，因d?l，三角形S1S2M可看做直角三角形。有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)。①圖13－4－1第五頁(yè)，共22頁(yè)。第六頁(yè)，共22頁(yè)。第七頁(yè)，共22頁(yè)。圖13－4－2第八頁(yè)，共22頁(yè)。三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干預(yù)儀(包括：光具座、光源(guāngyuán)、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測(cè)量頭，其中測(cè)量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟圖13－4－3第九頁(yè)，共22頁(yè)。(1)將光源(guāngyuán)、遮光筒、毛玻璃光屏依次安放在光具座上，如圖13－4－3所示。(2)接好光源(guāngyuán)，翻開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源(guāngyuán)燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫平行，二者間距約為5～10cm，這時(shí)可觀察到白光的干預(yù)條紋。(5)在單縫和光源(guāngyuán)間放上濾光片，觀察單色光的干預(yù)條紋。第十頁(yè)，共22頁(yè)。第十一頁(yè)，共22頁(yè)。圖13－4－4(3)用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離(jùlí)l(d是的)。(4)重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長(zhǎng)的平均值。(5)換用不同的濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。第十二頁(yè)，共22頁(yè)。六、本卷須知(1)放置單縫和雙縫時(shí)，必須使縫平行。(2)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心(zhōngxīn)在同一條軸線上。(3)測(cè)量頭的中心(zhōngxīn)刻線要對(duì)著亮(或暗)條紋的中心(zhōngxīn)。(4)要多測(cè)幾條亮條紋(或暗條紋)中心(zhōngxīn)間的距離，再求Δx。(5)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所致，干預(yù)條紋不清晰一般是因?yàn)閱慰p與雙縫不平行。第十三頁(yè)，共22頁(yè)。七、誤差分析(1)測(cè)雙縫到屏的距離l帶來(lái)的誤差，可通過(guò)選用毫米刻度尺，進(jìn)行屢次測(cè)量求平均值的方法減小誤差。(2)測(cè)條紋間距Δx帶來(lái)的誤差：①干預(yù)條紋沒(méi)有調(diào)到最清晰的程度。②分劃板刻線(kèxiàn)與干預(yù)條紋不平行，中心刻線(kèxiàn)沒(méi)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。第十四頁(yè)，共22頁(yè)。第十五頁(yè)，共22頁(yè)。[例1]用雙縫干預(yù)(gānyù)測(cè)光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)中采用雙縫干預(yù)(gānyù)儀，它包括以下元件：A．白熾燈 B．單縫片C．光屏 D．雙縫E．濾光片(其中雙縫和光屏連在遮光筒上)。(1)把以上元件安裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序是：A________(A已寫好)。第十六頁(yè)，共22頁(yè)。[答案(dáàn)](1)E、B、D、C(2)ab第十七頁(yè)，共22頁(yè)。[例2]在“用雙縫干預(yù)測(cè)光的波長(zhǎng)〞實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖13－4－5甲所示，并選用縫間距d＝0.2mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格(guīgé)可知，像屏與雙縫屏間的距離l＝700mm。然后，接通電源使光源正常工作。第十八頁(yè)，共22頁(yè)。圖13－4－5(1)測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干預(yù)條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字(shùzì)是該同學(xué)給各暗條紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干預(yù)條紋如圖丙(a)所示，此時(shí)圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2＝___