【課件】實(shí)驗(yàn)：用雙峰干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)（人教版2019選擇性必修第一冊(cè)）

復(fù)習(xí)回顧1.干涉條件：頻率相同、振動(dòng)情況相同的光（相干光）2.明暗條件明紋暗紋3.條紋間距：意義：λ--照射光的波長(zhǎng)、d--雙縫間距、l--屏到雙縫間距離。半波的偶數(shù)倍，出現(xiàn)亮條紋；半波的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋；光是一種波，怎樣測(cè)出光的波長(zhǎng)呢？4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)選擇性必修第一冊(cè)

第四章

光一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）觀測(cè)單色光的雙縫干涉圖樣（2）用雙縫干涉圖樣測(cè)定單色光的波長(zhǎng)二、實(shí)驗(yàn)原理單色光通過(guò)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?x與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離L、單色光的波長(zhǎng)λ之間滿足：

實(shí)驗(yàn)原理式

三、實(shí)驗(yàn)裝置透鏡的作用是使射向單縫的光更集中測(cè)量頭單縫雙縫三、實(shí)驗(yàn)器材

測(cè)量頭分兩種，一種是用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，一種是螺旋測(cè)微器進(jìn)行測(cè)量，在移動(dòng)測(cè)量的過(guò)程中，十字線始終處于觀察視野中的中心位置。三、實(shí)驗(yàn)器材分劃板中心刻線四、物理量的測(cè)量1.雙縫到屏的距離l

：

可以用刻度尺測(cè)出。濾光片l測(cè)量頭x1第1個(gè)x2第5個(gè)四、物理量的測(cè)量

轉(zhuǎn)動(dòng)手輪條紋間的距離x實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)五、實(shí)驗(yàn)步驟1.

將光源、遮光筒、毛玻璃屏等依次安放在光具座上。濾光片2.接好光源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。3.調(diào)節(jié)光源的高度和角度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿著遮光筒的軸線到達(dá)光屏。4.

安裝單縫和雙縫，使單縫與雙縫相互平行，二者間距約5～10cm，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上。5.在單縫和光源間放上濾光片，就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣。分別改變?yōu)V光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化。測(cè)量頭6.安裝濾光片和測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至通過(guò)目鏡可清晰觀察到干涉條紋。五、實(shí)驗(yàn)步驟7.用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏間的距離l(

雙縫間距離d

是已知的)。8.轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)x1

；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)齊另一亮條紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)x2

；并記下兩次測(cè)量時(shí)移過(guò)的亮條紋數(shù)n。則相鄰亮紋間距為：9.換用不同顏色的濾光片和改變雙縫間的距離，重復(fù)上述(1)～(3)步驟，觀察干涉條紋間距的變化，并求出相應(yīng)的波長(zhǎng)。六、數(shù)據(jù)處理雙縫干涉（紅光）dlx1x2aλd1=l1l1l2d2=l1l1l2

紅光的條紋間距最大，紫光的最小。①紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光的波長(zhǎng)最短②波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小，波長(zhǎng)越短，頻率越大③光的顏色由頻率決定七、誤差分析(1)l的測(cè)量誤差:本實(shí)驗(yàn)中雙縫到光屏的距離較長(zhǎng),l的測(cè)量誤差不太大,但也應(yīng)選用毫米刻度尺測(cè)量.并用多次測(cè)量求出平均值的辦法減小實(shí)驗(yàn)誤差.

(2)測(cè)量條紋間距Δx帶來(lái)的誤差:①干涉條紋沒(méi)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(méi)有恰好位于條紋中心.③測(cè)量多條亮條紋間距時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確.活動(dòng)：如何減小l的測(cè)量誤差？活動(dòng)：如何減小相鄰兩條亮條紋間的距離Δx的測(cè)量誤差？七、誤差分析提示：因雙縫到屏的距離較長(zhǎng)，應(yīng)選用刻度尺測(cè)量l，并用多次測(cè)量求平均值的辦法減小誤差。

八、注意事項(xiàng)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、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上.3.測(cè)量頭的中心刻線要對(duì)應(yīng)著亮（或暗）紋的中心.4.要多測(cè)幾個(gè)亮紋（或暗紋）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與雙縫不平行.游標(biāo)卡尺10/20/50分度10分度20分度50分度10分度游標(biāo)卡尺主尺012340主尺讀數(shù)：4mm游標(biāo)尺讀數(shù)：3×1/10mm=0.3mm（2）讀數(shù)規(guī)則物體長(zhǎng)度=游標(biāo)“0”刻度之前的整毫米刻度+對(duì)齊格數(shù)×精確度

（0.1mm、0.05mm、0.02mm）(1/10mm、1/20mm、1/50mm)讀數(shù)：4.3mm（游標(biāo)卡尺不估讀!）cm讀數(shù)練習(xí)二、螺旋測(cè)微器1.基本結(jié)構(gòu)螺旋測(cè)微器（又叫千分尺）是精密的測(cè)量長(zhǎng)度的工具，用它測(cè)長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確到0.01mm，測(cè)量范圍為幾厘米。螺旋測(cè)微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動(dòng)刻度有50個(gè)等分刻度，可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿可前進(jìn)或后退0.5mm，因此旋轉(zhuǎn)每個(gè)小分度，相當(dāng)于測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.5/50=0.01mm?？梢?jiàn)，可動(dòng)刻度每一小分度表示0.01mm，所以螺旋測(cè)微器可準(zhǔn)確到0.01mm。由于還能再估讀一位，可讀到毫米的千分位。005045①由固定刻度上讀整毫米數(shù)；②由可動(dòng)刻度讀格數(shù),并估讀,再乘以0.01mm；③待測(cè)長(zhǎng)度為兩者之和。3.螺旋測(cè)微器的讀數(shù)讀數(shù)＝固定刻度＋可動(dòng)刻度×精度0.01mm注意單位和半刻度是否漏出要估讀，不要單位固定刻度讀數(shù)：6.5mm可動(dòng)刻度讀數(shù)：22.6×0.01mm=0.226mm讀數(shù)：6.726mm【課堂訓(xùn)練】例：某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量一個(gè)圓柱導(dǎo)體的直徑，測(cè)得讀數(shù)如圖所示，則該圓柱導(dǎo)體的直徑d是多少。固定刻度讀數(shù)：3mm可動(dòng)刻度讀數(shù)：27.5×0.01mm=0.275mm

讀數(shù)=3.275mm【課堂練習(xí)】例2.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，選用紅色濾光片和間距為0.20mm的雙縫，雙縫與屏的距離為600mm.某同學(xué)正確操作后，在目鏡中看到如圖5甲所示的干涉條紋，換成紫色濾光片正確操作后，使測(cè)量頭分劃板中心刻線與第k級(jí)暗條紋中心對(duì)齊，在目鏡中觀測(cè)到的是圖乙中的（填字母），此時(shí)測(cè)量頭的讀數(shù)為25.70mm.沿同一方向繼續(xù)移動(dòng)測(cè)量頭使分劃板中心刻線與第k+5級(jí)暗條紋中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭標(biāo)尺如圖丙所示，其讀數(shù)是

mm，紫