人教版選修34 13.4實驗：雙縫干涉測光的波長 課件（16張）.ppt

實驗 用雙縫干涉測量光的波長 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 思考 r2 r1 dsin x ltan lsin 運用幾何知識 當(dāng)兩列波的路程差為波長的整數(shù)倍 即dx l k k 0 1 2 時才會出現(xiàn)亮條紋 亮條紋位置為 x kl d 相鄰兩個明 或暗 條紋之間的距離為 其中 波長用表示 d表示兩個狹縫之間的距離 l為擋板與屏間的距離 第二條亮紋 第一條亮紋 第一條亮紋 第二條亮紋 用雙縫干涉測光的波長要點歸納 實驗?zāi)康?1 理解雙縫干涉的原理 能安裝和調(diào)試儀器 2 觀察入射光分別為白光和單色光時雙縫干涉的圖樣 3 掌握用公式測波長的方法 實驗器材 雙縫干涉儀 即 光具座 光源 濾光片 單縫 雙縫 遮光筒 毛玻璃屏 測量頭 另外還有學(xué)生電源 導(dǎo)線 刻度尺 實驗原理 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 紋間隔 x與雙縫間距d 雙縫到屏的距離l 單色光的波長 之間滿足 d x l 附 測量頭的構(gòu)造及使用 圖1 如圖1 甲 所示 測量頭由分劃板 目鏡 手輪等構(gòu)成 轉(zhuǎn)動手輪 分劃板會向左右移動 測量時 應(yīng)使分劃板中心刻度對齊條紋的中心 如圖1 乙 記下此時手輪上的讀數(shù) 兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離 實際測量時 測出要數(shù)n條明紋 暗紋 的寬度 設(shè)為a 那么 實驗步驟 1 安裝儀器 1 將光源 遮光筒 毛玻璃屏依次安放在光具座上 如圖2所示 2 接好光源 打開開關(guān) 使白熾燈正常發(fā)光 調(diào)節(jié)各部件的高度 使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達光屏 圖2 3 安裝單縫和雙縫 中心位于遮光筒的軸線上 使雙縫和單縫的縫平行 2 觀察與記錄 1 調(diào)單縫與雙縫間距為幾厘米時 觀察白光的干涉條紋 2 在單縫和光源間放上濾光片 觀察單色光的干涉條紋 3 調(diào)節(jié)測量頭 使分劃板中心刻度線對齊第1條亮條紋的中心 記下手輪上的讀數(shù)a1 轉(zhuǎn)動手輪 使分劃板向一側(cè)移動 當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的明條紋中心對齊時 記下手輪上的刻度數(shù)a2 則相鄰兩條紋間的距離 4 換用不同的濾光片 測量其他色光的波長 注意事項 1 調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時 要注意調(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 2 放置單縫和雙縫時 縫要相互平行 中心大致位于遮光筒的軸線上 3 調(diào)節(jié)測量頭時 應(yīng)使分劃板中心刻線和條紋的中心對齊 記清此時手輪上的讀數(shù) 轉(zhuǎn)動測量 典例剖析 例1 某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時 按圖安裝好實驗裝置 在光屏上卻觀察不到干涉圖樣 這可能是由于 a 光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致 相差較大b 沒有安裝濾光片c 單縫與雙縫不平行d 光源發(fā)出的光束太強 解析安裝實驗器件時要注意使光束的中央軸線與遮光筒的軸線重合 光源與光屏正面相對 濾光片 單縫和雙縫要在同一高度 中心位置在遮光筒軸線上 單縫與雙縫要相互平行 還要使光源發(fā)出的光束不要太暗 才能使實驗成功 答案ac 2 某學(xué)生在觀察雙縫干涉現(xiàn)象的實驗中 分別用紅色 綠色 紫色三種單色光做實驗 經(jīng)同一干涉儀觀察到如圖所示的明顯干涉條紋 那么甲 乙 丙依次表示的顏色是 a 紅色綠色紫色b 紅色紫色綠色c 紫色綠色紅色d 綠色紫色紅色 3 在某次實驗中 已知雙縫到光屏之間的距離是600mm 雙縫之間的距離是0 20mm 單縫到雙縫之間的距離是100mm 某同學(xué)在用測量頭測量時 先將測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對準(zhǔn)某條亮紋 記作第1條 的中心 這時手輪上的示數(shù)如圖甲所示 然后他轉(zhuǎn)動測量頭 使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第7條亮紋的中心 這時手輪上的示數(shù)如圖乙所示 這兩次