高二物理34133《實驗用雙縫干涉測量光的波長》課件

第三節(jié)實驗：用雙縫干涉測量光的波長第十三章光2023/7/311第三節(jié)實驗：用雙縫干涉測量光的波長第十三章光2023楊氏雙縫干涉實驗是人類歷史上第一次在實驗室中實現(xiàn)人為的光的干涉。利用此實驗不僅證明了惠更斯的光的波動理論，同時還測量了光的波長。所以該所以具有重要意義。那么，他是如何利用雙縫干涉實驗測量光波的波長的呢？2023/7/312楊氏雙縫干涉實驗是人類歷史上第一次在實驗室中實現(xiàn)人為如圖所示的雙縫實驗中，屏離開擋板越遠，條紋間的距離越大，另一方面，實驗所用光波的波長越大，條紋間的距離也越大，這是為什么？r2-r1=dsinθx=ltanθ≈lsinθ當兩列波的路程差為波長的整數(shù)倍，即dx/l=±kλ（k=0,1,2…)時才會出現(xiàn)亮條紋，亮條紋位置為：X=±klλ/dS1S2P1Plr1r2dxθ一、實驗原理2023/7/313如圖所示的雙縫實驗中，屏離開擋板越遠，條紋間的距離越大，另實驗步驟：1、安裝雙縫干涉儀2、單縫到雙縫的距離為5-10cm3、通過目鏡，可看見白光的雙縫干涉條紋4、放紅光濾光片，觀測紅光的雙縫干涉條紋調(diào)節(jié)d比較△x的變化換綠色慮光片5、測量出n條亮條紋間距a6、察看說明書，得出d和L7、代入公式，求出波長二、觀察雙縫干涉圖樣2023/7/314實驗步驟：二、觀察雙縫干涉圖樣2023/7/314光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏圖（甲）L1L22023/7/315光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏圖（甲）L1L22023/7/31注意事項：1、安裝儀器的順序：光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏2、雙縫與單縫相互平行，且豎直放置3、光源、慮光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上4、若出現(xiàn)在光屏上的光很弱，由于不共軸所致5、若干涉條紋不清晰，與單縫和雙縫是否平行有很大關系2023/7/316注意事項：2023/7/316ΔXΔXΔXΔXΔXΔX2023/7/317ΔXΔXΔXΔXΔXΔX2023/7/317中間亮紋第二條亮紋第一條亮紋第一條亮紋第二條亮紋第一條暗紋第一條暗紋第二條暗紋第三條暗紋第二條暗紋第三條暗紋2023/7/318中間亮紋第二條亮紋第一條亮紋第一條亮紋第二條亮紋第一條暗紋第15205100202515圖（丙）第1條時讀數(shù)第4條時讀數(shù)1520510030354045圖（乙）螺旋測微器的讀數(shù)三、測定單色光的波長2023/7/31915205100202515圖（丙）第1條時讀數(shù)第4條時讀數(shù)游標尺的讀數(shù)：2023/7/3110游標尺的讀數(shù)：2023/7/31102023/7/31112023/7/3111測量結果求波長：

測出n個亮條紋間的距離a，就可以求出相鄰兩個亮條紋的距離再由得2023/7/3112測量結果求波長：測出n個亮條紋間的距離a，就可以求

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)如下圖甲所示.然后同方向轉動測量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊,記下此時下圖乙中手輪上的示數(shù)________mm,求得相鄰亮紋的間距為Δx為_______mm.13.8702.3102023/7/3113 將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊,例1:用雙縫干涉測光的波長,實驗中采用雙縫干涉儀,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,正確的排列順序是:A________(A已寫好)。

(2)正確調(diào)節(jié)后,在屏上觀察到紅光干涉條紋,用測量頭測出10條紅亮紋間的距離為a;改用綠色濾光片,其他條件不變，用測量頭測出10條綠亮紋間的距離為b,則一定有__大于___。EBDCab2023/7/3114例1:用雙縫干涉測光的波長,實驗中采用雙縫干

(1)若測定紅光的波長，應選用____色的濾光片。實驗時需要測定的物理量有:_________________和______________________.紅雙縫到屏的距離Ln條亮(或暗)條紋的距離a例2:在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，裝置如下圖所示。雙縫間的距離d=3mm。2023/7/3115(1)若測定紅光的波長，應選用____色的濾光片。實驗時需(2)若測得雙縫與屏之間距離為0.70m，通過測量頭(與螺旋測微器原理相似，手輪轉動一周,分劃板前進或后退0.500mm)觀察到第1條亮紋的位置如下圖(a)所示，觀察第5條亮紋的位置如下圖(b)所示。則可求出紅光的波長λ=

m.(保留一位有效數(shù)字)7×10-7

2023/7/3116(2)若測得雙縫與屏之間距離為0.70m，通過測量頭(與螺

1.某同學做雙縫干涉實驗時,按要求安裝好實驗裝置后,在光屏上卻觀察不到干涉圖樣,這可能的原因()A.光源發(fā)出的光束太強

B.單縫與雙縫不平行

C.沒有安裝濾光片

D.光束的中心軸與遮光筒的軸線不一致,相差較大BD鞏固練習2023/7/31171.某同學做雙縫干涉實驗時,按要求安裝好實驗裝置后,

2.“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中,為使光屏上單色光的條紋間距減小些,可采用的措施是()A.換用縫距大些的雙縫片

B.換用縫距小些的雙縫片

C.適當調(diào)大雙縫與屏之間的距離

D.適當調(diào)小雙縫與屏之間的距離AD鞏固練習2023/7/31182.“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中,為使光屏上單色3.在利用測量頭測量條紋寬度時,應使分劃板中心刻線最好()A.與亮條紋的邊緣對齊B.與暗條紋的邊緣對齊C.與亮條紋的中心位置對齊D.與暗條紋的中心位置對齊C鞏固練習2023/7/31193.在利用測量頭測量條紋寬度時,應使分劃板中心刻線最好(4.在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是()A.遮住過于強烈的光

B.使白光變成單色光

C.形成兩個振動情況相同的光源

D.使光發(fā)生折射C鞏固練習2023/7/31204.在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是()C鞏固練5.右圖所示為雙縫干涉實驗中產(chǎn)生的條紋圖樣，甲圖為用光甲進行實驗的圖樣，為中央亮條紋。乙為換用另一種單色光乙進行實驗的圖樣，a′為中央亮條紋，則以下說法正確的是()A.乙圖條紋較寬，光乙的波長比光甲波長長

B.乙圖條紋較窄，光乙的波長比光甲波長長

C.乙圖的條紋較寬，光乙的波長比光甲短

D.乙圖的條紋較窄，光乙的波長比光甲短鞏固練習A2023/7/31215.右圖所示為雙縫干涉實驗中產(chǎn)生的條紋圖樣，甲圖為用光甲進行6.某次實驗中，測得第一級明條紋和第三級明條紋相距4.0×10-2m，若雙縫間距為0.1mm，縫到屏的距離為L=4.0m，則光波的波長為()A.8.0×10-8mB.5.0×10-7mC.1.5×10-8m D.1.6×10-8m鞏固練習B2023/7/31226.某次實驗中，測得第一級明條紋和第三級明條紋相距4.0×17.如下圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中,光具座上放置的光學元件有光源、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中的()A.a單縫?b濾光片?c雙縫?d光屏

B.a單縫?b雙縫?c濾光片?d光屏