實(shí)驗(yàn)十九用雙縫干涉測光的波長

實(shí)驗(yàn)十九用雙縫干涉測光的波長第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^察白光、單色光的干涉圖樣，測定單色光的波長．第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)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)紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長λ之間滿足λ＝dΔx/l.第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭組成)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等．測量頭使用方法第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1．結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成．如圖14－5－1所示．2．用途：測兩條相鄰明(暗)條紋間的距離Δx.圖14－5－1第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3．使用方法：轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)左、右移動(dòng)．測量時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線對齊條紋的中心(如圖14－5－2所示)，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a1；圖14－5－2第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻線對齊另一條相鄰的條紋中心時(shí)，記下手輪上的刻度數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是這兩條條紋間的距離，即Δx＝a1－a2.第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)步驟1．觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如圖14－5－3所示．圖14－5－3第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(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，第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5cm～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．第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2．測定單色光的波長(1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．(2)使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第n條亮紋．(3)用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)．(4)改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測量．第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月誤差分析1．雙縫到屏的距離l的測量存在誤差．2．測條紋間距Δx帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度．第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)誤認(rèn)為Δx為亮(暗)條紋的寬度．(3)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．(4)測量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清．第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月注意事項(xiàng)1．雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)．2．安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)．第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3．光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近．4．調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)．第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)典例探究在“用雙縫干涉測光的波長”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14－5－4甲)，并選用縫間距d＝0.20mm的雙縫屏．從儀器注明的規(guī)格可知，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理例1第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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14－5－4第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)已知測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,從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時(shí)圖丙(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(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λ＝________nm.第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

(1)主尺讀數(shù)為15mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為1×0.02mm＝0.02mm，二者相加即可．(2)由于圖中數(shù)字標(biāo)記的是暗條紋，首先應(yīng)根據(jù)暗條紋所標(biāo)數(shù)字給亮條紋也標(biāo)明條數(shù)，若圖乙的(a)圖中的中央刻線所對亮條紋記為第1條，第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月【答案】(1)15.02

(2)2.31

6.6×102第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖14－5－5所示．實(shí)驗(yàn)結(jié)論與誤差分析例2圖14－5－5第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)以線狀白熾燈為光源，對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月D．干涉條紋間距與光的波長有關(guān)以上幾點(diǎn)中你認(rèn)為正確的是_______．(2)當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條刻度線時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖14－5－6所示，該讀數(shù)為________mm.(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖14－5－7所示．則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時(shí)，測量值________(填“大于”、“小于”或“等于”)實(shí)際值．圖14－5－6

圖14－5－7第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為20.2，所以測量結(jié)果為0.5mm＋20.2×0.01mm＝0.702mm.(3)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向