4.4實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測量光的波長課件-高二上學(xué)期物理人教版選擇性

4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長物理人教版（新教材）選擇性必修第一冊

實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃硪?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；(2)觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣；(2)掌握測定單色光的波長的方法。二、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λ之間滿足雙縫干涉儀(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．光源濾光片雙縫遮光筒毛玻璃單縫測量頭

實(shí)驗(yàn)器材1、如圖，把長約1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏；2、取下雙縫，打開光源，調(diào)節(jié)光源高度，使它發(fā)出的光沿遮光筒軸線照亮屏(中心在同一高度);3、裝好單縫和雙縫(縫沿豎直方向)，調(diào)節(jié)透鏡，使燈絲的像成在單縫上，調(diào)節(jié)單、雙縫，使縫平行，這時(shí)在屏上會(huì)看到白光的干涉圖樣；

實(shí)驗(yàn)步驟光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏透鏡4、在單縫和光源間放上紅色濾光片，觀察紅光干涉圖樣；5、調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻線與左端某條(記為第1條)亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)測量頭刻度x1，將測量頭朝右端移動(dòng)，記下第n

條亮紋中心位置x2；則第1條亮紋與第n

條亮紋中心間距為a=x2-x1，則相鄰亮紋間距為：6、已知雙縫間的距離d，測出雙縫到屏的距離L，由，計(jì)算紅光的波長。光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏透鏡第1條第7條15205100202515第1條時(shí)讀數(shù)第7條時(shí)讀數(shù)1520510030354045螺旋測微器的讀數(shù)

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．測量頭的中心刻線要對(duì)應(yīng)著亮(或暗)紋的中心．4．要多測幾個(gè)亮紋(或暗紋)中心間的距離，再求Δx.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．

注意事項(xiàng)1．(1)測雙縫到屏的距離L帶來的誤差，可通過選用mm刻度尺，進(jìn)行多次測量求平均值的辦法減小誤差．(2)通過測量多條亮條紋間的距離來減小測量誤差．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離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確．

誤差分析1．在完成“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)時(shí)。（1）實(shí)驗(yàn)需測定的相鄰條紋間距?x指代的是圖乙中的___________?！敬鸢浮緾（2）實(shí)驗(yàn)中，目鏡中心刻度線對(duì)齊第n條條紋中心和第(n+10)條條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖丙和圖丁所示，圖丙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_______mm。已知雙縫間距，雙縫到屏的距離，所測單色光的波長為______mm?！敬鸢浮?.706692．在用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)中，請按照題目要求回答下列問題。（除螺旋測微器讀數(shù)外，其他均保留三位有效數(shù)字）(1)如圖1所示，甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是___________?！敬鸢浮考?2)將下表中的光學(xué)元件放在圖1的丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測量紅光的波長。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，各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為___________。（填寫元件代號(hào)）元件代號(hào)ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片【答案】EDBA(3)已知該裝置中雙縫間距d=0.50mm，雙縫到光屏的距離l=0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖2甲所示，分劃板在圖中A位置時(shí)螺旋測微器如圖2乙所示，在B位置時(shí)螺旋測微器如圖2丙所示，則其示數(shù)xB=___________mm；則相鄰兩條紋間距△x=___________mm；【答案】5.8801.19(4)由以上所測數(shù)據(jù)，可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為___________m。(5)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將___________（填“變大”、“不變”或“變小”）。【答案】×10-6變小3．在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖所示。雙縫間的距離d=3mm。若測定紅光的波長，選用紅色的濾光片，實(shí)驗(yàn)中測得雙縫與屏之間的距離為0.70m，通過測量頭（與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500mm）觀察第1條亮條紋的讀數(shù)為0.004mm；觀察第5條亮條紋的位置如圖所示，其讀數(shù)為__________mm。則可求出紅光的波長λ=__________m（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

0.6406.81×10-7

4．在做雙縫干涉測單色光波長的實(shí)驗(yàn)中：（1）下面說法正確的是______；A．在光源和遮光筒中間依次放置的光學(xué)元件是：透鏡、單縫、濾光片、雙縫B．為了減小測量誤差，可測量n條亮條紋間的距離a，再求出相鄰兩條亮條紋間的距離C．若發(fā)現(xiàn)干涉條紋太密，難以測量，只需更換雙縫間距更大的雙縫片D．若發(fā)現(xiàn)干涉條紋太密，難以測量，可以改用波長較長的單色光做入射光【答案】

D

（2）將測量頭的分劃板中心刻度線與某條亮條紋中心對(duì)齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時(shí)手輪上示數(shù)如圖b所示，同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻度線與第6條亮條紋中心線對(duì)齊，記下此時(shí)圖c中手輪示數(shù)為______mm；求得相鄰亮條紋的間距為______mm；（結(jié)果保留三位小數(shù)）【