實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)

實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!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)紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長(zhǎng)λ之間滿足λ＝d·Δx/l.實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!附：測(cè)量頭的構(gòu)造及使用如圖1甲所示，測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)向左右移動(dòng)，測(cè)量時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻度對(duì)齊條紋的中心，如圖1乙所示，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)．圖1實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!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(cè)量頭，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺．實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!(2)接好光源，打開開關(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，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5～10cm，這時(shí)，可觀察白光的干涉條紋．(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!1．使用測(cè)量頭測(cè)量a1、a2易出現(xiàn)誤差．這樣造成了條紋間距Δx的誤差．2．用刻度尺測(cè)量l時(shí)，也容易出現(xiàn)誤差．實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!題型一對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟、數(shù)據(jù)測(cè)量的考查[例1]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，要把它們放在下圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)．圖3實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!④用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離．在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意______________________________和__________________________________________________．實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式λ＝________，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為________nm.實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!變式1—1

(2009·北京高考)在《用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)》實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上(如圖5)，并選用縫間距d＝0.20mm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．圖5實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!①已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，次映入眼簾的干涉條紋如圖6(a)所示，圖6(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖6(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖7(a)所示，此時(shí)圖7(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2＝________mm；②利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx＝________mm；這種色光的波長(zhǎng)λ＝________nm.實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!1．先后用兩種不同的單色光，在相同的條件下用同一雙縫干涉裝置做實(shí)驗(yàn)，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不同，其中間距較大的那種單色光比另一種單色光()A．在真空中的波長(zhǎng)較短B．在玻璃中傳播速度較大C．在玻璃中傳播時(shí)，玻璃的折射率較大D．其光子的能量較小答案：BD實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!答案：ABC實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!(1)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離()A．將紅色濾光片改為綠色濾光片B．增大雙縫之間的距離C．減?、芎廷拗g的距離D．增大④和⑥之間的距離實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!答案：(1)D(2)2.190(2.190～2.193均對(duì))7．870(7.869～7.871均對(duì))實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!然后再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板中心刻線向右移動(dòng)，依次經(jīng)過(guò)2、3……明紋，最終與明紋6中心對(duì)齊，分劃板中心刻線與明紋1和明紋6對(duì)齊時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)分別如圖中B、C所示(游標(biāo)卡尺為10分度)，則圖B對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為________m，圖C對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為________m．用刻度尺量得雙縫到屏的距離為60.00cm.由雙縫上標(biāo)示獲知雙縫間距為0.2mm，則發(fā)生干涉的光波波長(zhǎng)為________m.在實(shí)驗(yàn)中，若經(jīng)粗調(diào)后透過(guò)測(cè)量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū)，造成這種情況的最可能的原因是________________________________________________.實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!若粗調(diào)后看不到干涉條紋，只看到一片亮區(qū)，則最可能的原因是單縫與雙縫不平行．答案：1.94×10－22.84×10－26.00×10－7單縫與雙縫不平行實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!(1)若測(cè)定紅光的波長(zhǎng)，應(yīng)選用________色的濾光片．實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)定的物理量有：____________和____________．(2)若測(cè)得雙縫與屏之間距離為0.70m，通過(guò)測(cè)量頭(與螺旋測(cè)微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500mm)觀察到第1條亮紋的位置如圖12(a)所示，觀察第5條亮紋的位置如圖12(b)所示．則可求出紅光的波長(zhǎng)λ＝________m．(保留一位有效數(shù)字)．實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!答案：(1)紅雙縫到屏的距離L

n條亮(或暗)紋間距離a(2)7×10－7實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!1．觀察雙縫干涉圖樣(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．圖2實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!1．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整光源、單縫、雙縫和光屏、測(cè)量頭共軸，單縫和雙縫安裝時(shí)應(yīng)豎直且相互平行，遮光筒的軸線要與光具座導(dǎo)軌平行．若不共軸或單縫與雙縫不平行則會(huì)引起干涉條紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測(cè)量．2．分劃板上的刻線應(yīng)與干涉條紋的亮(暗)線平行，否則會(huì)增大測(cè)量結(jié)果的誤差．3．雙縫、測(cè)量頭安裝到遮光筒上時(shí)要裝到底，使各部件的定位面緊密吻合，否則影響測(cè)量結(jié)果．實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!(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.(2)本實(shí)驗(yàn)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(cè)量雙縫到屏的距離；實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!(3)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖4所示，然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)________mm.求得相鄰亮紋的間距Δx為________mm.圖4實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)![解析]

(1)濾光片E是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲取線光源，雙縫屏是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏．所以排列順序?yàn)椋篊、E、D、B、A.(2)在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為5～10cm；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上．(3)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)應(yīng)該：先讀整數(shù)刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可動(dòng)刻度，圖乙讀數(shù)為13.870mm，圖甲讀數(shù)為2.320mm，所以相鄰條紋間距實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!題后反思雙縫干涉是光具有波動(dòng)性的有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)．通過(guò)對(duì)干涉圖樣的觀察、測(cè)量與有關(guān)計(jì)算分析，讓學(xué)生建立牢固的波的形象的概念．實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!圖6圖7實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!答案：①15.02②2.316.6×102實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!2．某同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得成功，若他在此基礎(chǔ)上對(duì)儀器的安裝做如下改動(dòng)，仍能使實(shí)驗(yàn)成功的是()A．將遮光筒內(nèi)的光屏，向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許，其他不動(dòng)B．將濾光片移至單縫和雙縫之間，其他不動(dòng)C．將單縫向雙縫移動(dòng)少許，其他不動(dòng)D．將單縫與雙縫的位置互換，其他不動(dòng)實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!3．如圖8所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件如下圖所示，則圖8實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!(2)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋中心，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)如圖9甲所示為x1＝________mm，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第5條亮紋中心，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)如圖9乙所示為x2＝________mm.圖9實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!4．在利用雙縫干涉測(cè)定光波波長(zhǎng)時(shí)，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使單縫和雙縫豎直并且互相平行，當(dāng)屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測(cè)量頭上的游標(biāo)卡尺去測(cè)量，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，移動(dòng)分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對(duì)齊時(shí)(如圖10A所示)