實驗用雙縫干涉測量光的波長課件 新人教版選修3 4課件

課堂互動探究當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)課前自主導(dǎo)學(xué)4實驗：用雙縫干涉測量光的波長課堂互動探究當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)課前自主導(dǎo)學(xué)4二、實驗器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺.二、實驗器材三、實驗原理1．相鄰明紋(暗紋)間的距離Δx與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如圖13-4-1所示，雙縫間距d，雙縫到屏的距離l.雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0.對屏上與P0距離為x的一點P，兩縫與P的距離PS1＝r1，PS2＝r2.在線段PS2上作PM＝PS1，則S2M＝r2－r1，因d?l，三角形S1S2M可看作直角三角形．有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．三、實驗原理實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件3．條紋間距Δx的測定3．條紋間距Δx的測定實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件一、實驗過程1．按圖13-4-3所示安裝儀器．一、實驗過程2．將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上．3．使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測量頭，仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)．2．將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上．4．加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調(diào)節(jié)手輪，分劃板的中心刻線對齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動使分劃板移動，直到分劃板的中心刻線對齊另一條紋中心，記下此時手輪讀數(shù)和移過分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n.4．加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調(diào)節(jié)手輪，實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件三、誤差分析本實驗為測量性實驗，因此應(yīng)盡一切辦法減少有關(guān)測量的誤差．1．雙縫到屏的距離l的測量誤差因本實驗中雙縫到屏的距離非常長，l的測量誤差不太大，但也應(yīng)選用毫米刻度尺測量，并用多次測量求平均值的辦法減小相對誤差．三、誤差分析2．測條紋間距Δx帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度．(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心．(3)測量多條亮條紋間距時讀數(shù)不準(zhǔn)確．2．測條紋間距Δx帶來的誤差(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中(實驗裝置如下圖)：(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中((1)下列說法哪一個是錯誤的________．(填選項前的字母)A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測量某條干涉亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊(1)下列說法哪一個是錯誤的________．(填選項前的字(2)測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為________mm.(2)測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為_____【解析】

(1)放上單縫和雙縫后，由于發(fā)生干涉現(xiàn)象沒法調(diào)節(jié)光源的高度，故A項錯誤．(2)按讀數(shù)規(guī)則，讀出示數(shù)為：1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970mm.【答案】

(1)A

(2)1.970【解析】(1)放上單縫和雙縫后，由于發(fā)生干涉現(xiàn)象沒法調(diào)節(jié)光

在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗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．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖13-4-5乙(a)所示，圖13-4-5乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時圖13-4-5乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖13-4-5丙(a)所示，此時圖13-4-5丙(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)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx＝________mm；這種色光的波長λ＝________nm.(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個分度．某【解析】

(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x2＝(15.0＋1×0.02)mm＝15.02mm；【答案】

(1)15.02

(2)2.31

6.6×102【解析】(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x2＝(15.0＋11．(2013·洛陽檢測)雙縫干涉實驗中，觀察到的某單色光的干涉圖樣是(

)A．中間寬、兩邊窄的條紋B．等寬度但不等間隔的條紋C．平行、等間距的條紋D．等間距但不平行的條紋1．(2013·洛陽檢測)雙縫干涉實驗中，觀察到的某單色光的【答案】

C【答案】C2．(2011·北京高考)如圖13-4-6所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以(

)A．增大S1與S2的間距B．減小雙縫屏到光屏的距離C．將綠光換為紅光D．將綠光換為紫光2．(2011·北京高考)如圖13-4-6所示的雙縫干涉實驗【答案】

C【答案】C3．(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，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不一致，相差較大B．濾光片、單縫、雙縫的中心在同一高度C．單縫與雙縫不平行D．光源發(fā)出的光太強(qiáng)3．(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，安裝好實驗裝置，在光屏【解析】

安裝實驗器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒的軸線上，單縫與雙縫要互相平行才能使實驗成功．當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不能太暗，據(jù)上述分析可知選項A、C正確．【答案】

AC【解析】安裝實驗器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線4．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.雙縫片、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：______________________________________________.(2)正確調(diào)節(jié)后，在屏上觀察到紅色的干涉條紋，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a________b(填“大于”“等于”或“小于”)．【答案】

(1)AEBDC

(2)大于4．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5．用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間距離d＝0.20mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為L＝75.0cm，如圖13-4-7甲所示，實驗時先轉(zhuǎn)動如圖乙所示的測量頭上的手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線對準(zhǔn)如圖丙所示的第1條明條紋，此時卡尺的主尺和游標(biāo)尺的位置如圖戊所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x1＝________mm，然后再轉(zhuǎn)動手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線向右邊移動，直到對準(zhǔn)第5條明條紋，如圖丁所示，此時卡尺的主尺和游標(biāo)尺的位置如圖己所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x2＝__________mm，由以上已知數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，則該單色光的波長是________mm.5．用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間距離d＝0.20實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件【答案】

0.3

9.5

6.1×10－4【答案】0.39.56.1×10－46．(2013·臨沂高二檢測)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，要把它們放在圖13-4-8所示的光具座上組成雙縫干涉裝置，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應(yīng)為C、________、A.6．(2013·臨沂高二檢測)現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光(2)本實驗的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使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)條亮紋問的距離．在操作步驟②時還注意單縫、雙縫應(yīng)_____且_______．(2)本實驗的步驟有：(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，此時手輪上的示數(shù)如圖13-4-9甲所示．然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖圖13-4-9乙中手輪上的示數(shù)為________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx＝________mm.(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(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，由計算式λ＝________，求得所測紅光波長為________nm.【解析】

(1)由左至右依次放置白色光源C、濾光片E、單縫D、雙縫B、毛玻璃屏A.(2)單縫、雙縫應(yīng)相互平行并跟遮光筒軸線垂直．(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件課堂互動探究當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)課前自主導(dǎo)學(xué)4實驗：用雙縫干涉測量光的波長課堂互動探究當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)課前自主導(dǎo)學(xué)4二、實驗器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺.二、實驗器材三、實驗原理1．相鄰明紋(暗紋)間的距離Δx與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如圖13-4-1所示，雙縫間距d，雙縫到屏的距離l.雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0.對屏上與P0距離為x的一點P，兩縫與P的距離PS1＝r1，PS2＝r2.在線段PS2上作PM＝PS1，則S2M＝r2－r1，因d?l，三角形S1S2M可看作直角三角形．有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．三、實驗原理實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件3．條紋間距Δx的測定3．條紋間距Δx的測定實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件一、實驗過程1．按圖13-4-3所示安裝儀器．一、實驗過程2．將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上．3．使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測量頭，仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)．2．將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上．4．加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調(diào)節(jié)手輪，分劃板的中心刻線對齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動使分劃板移動，直到分劃板的中心刻線對齊另一條紋中心，記下此時手輪讀數(shù)和移過分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n.4．加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調(diào)節(jié)手輪，實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件三、誤差分析本實驗為測量性實驗，因此應(yīng)盡一切辦法減少有關(guān)測量的誤差．1．雙縫到屏的距離l的測量誤差因本實驗中雙縫到屏的距離非常長，l的測量誤差不太大，但也應(yīng)選用毫米刻度尺測量，并用多次測量求平均值的辦法減小相對誤差．三、誤差分析2．測條紋間距Δx帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度．(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心．(3)測量多條亮條紋間距時讀數(shù)不準(zhǔn)確．2．測條紋間距Δx帶來的誤差(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中(實驗裝置如下圖)：(2012·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中((1)下列說法哪一個是錯誤的________．(填選項前的字母)A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測量某條干涉亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊(1)下列說法哪一個是錯誤的________．(填選項前的字(2)測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為________mm.(2)測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為_____【解析】

(1)放上單縫和雙縫后，由于發(fā)生干涉現(xiàn)象沒法調(diào)節(jié)光源的高度，故A項錯誤．(2)按讀數(shù)規(guī)則，讀出示數(shù)為：1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970mm.【答案】

(1)A

(2)1.970【解析】(1)放上單縫和雙縫后，由于發(fā)生干涉現(xiàn)象沒法調(diào)節(jié)光

在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗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．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要實驗用雙縫干涉測量光的波長課件新人教版選修34課件(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖13-4-5乙(a)所示，圖13-4-5乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時圖13-4-5乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖13-4-5丙(a)所示，此時圖13-4-5丙(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)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx＝________mm；這種色光的波長λ＝________nm.(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個分度．某【解析】

(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x2＝(15.0＋1×0.02)mm＝15.02mm；【答案】

(1)15.02

(2)2.31

6.6×102【解析】(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x2＝(15.0＋11．(2013·洛陽檢測)雙縫干涉實驗中，觀察到的某單色光的干涉圖樣是(

)A．中間寬、兩邊窄的條紋B．等寬度但不等間隔的條紋C．平行、等間距的條紋D．等間距但不平行的條紋1．(2013·洛陽檢測)雙縫干涉實驗中，觀察到的某單色光的【答案】

C【答案】C2．(2011·北京高考)如圖13-4-6所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以(

)A．增大S1與S2的間距B．減小雙縫屏到光屏的距離C．將綠光換為紅光D．將綠光換為紫光2．(2011·北京高考)如圖13-4-6所示的雙縫干涉實驗【答案】

C【答案】C3．(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，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不一致，相差較大B．濾光片、單縫、雙縫的中心在同一高度C．單縫與雙縫不平行D．光源發(fā)出的光太強(qiáng)3．(多選)某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，安裝好實驗裝置，在光屏【解析】

安裝實驗器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒的軸線上，單縫與雙縫要互相平行才能使實驗成功．當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不能太暗，據(jù)上述分析可知選項A、C正確．【答案】

AC【解析】安裝實驗器材時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線4．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.雙縫片、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：______________________________________________.(2)正確調(diào)節(jié)后，在屏上觀察到紅色的干涉條紋，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a________b(填“大于”“等于”或“小于”)．【答案】

(1)AEBDC

(2)大于4．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5．用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間距離d＝0.20mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為L＝75.0cm，如圖13-4-7甲所示，實驗時先轉(zhuǎn)動如圖乙所示的測量頭上的手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線對準(zhǔn)如圖丙所示的第1條明條紋，此時卡尺的主尺和游標(biāo)尺的位置如圖戊所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x1＝________mm，然后再轉(zhuǎn)動手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線向右邊移動，直到對準(zhǔn)第5條明條紋，如圖丁所示，此時卡尺的主尺和游標(biāo)尺的位置如圖己所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x2＝__________mm，由以上已知數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，則該單色光的波長是________mm.5．用某