實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)學(xué)案

1、實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 學(xué)案班級(jí) 姓名 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣 2、測(cè)定單色光的波長(zhǎng)二、實(shí)驗(yàn)原理：。（請(qǐng)寫出式中各物理量的物理意義） ： : : : 三、實(shí)驗(yàn)器材：光具座、低壓電源、光源、凸透鏡、不同顏色的濾光片2個(gè)、單縫片、不同間距的雙縫片2個(gè)、遮光筒、測(cè)量頭、目鏡。闡述以下關(guān)鍵器材的結(jié)構(gòu)與功能：濾光片： 單縫片： 雙縫片： 測(cè)量頭的主要組成部分及功能：四、實(shí)驗(yàn)裝置圖（請(qǐng)?jiān)谙聢D中標(biāo)出相關(guān)裝置名稱）五、實(shí)驗(yàn)步驟： 1、把光源、凸透鏡、遮光筒安裝在水平放置的光具座上，并使三者的中心線共軸。 2、在遮光筒的左端安裝好雙縫片，打開光源，調(diào)節(jié)光源的高度和位置，使他發(fā)出的一

2、束光能夠通過雙縫片沿著遮光筒的軸線傳播。3、在遮光筒的左端安裝好單縫片，在遮光筒的右端安裝好測(cè)量頭和目鏡，通過調(diào)節(jié)撥桿，使單縫片和雙縫片互相平行，直至通過目鏡能觀察到干涉圖樣。 4、觀察白光的雙縫干涉圖樣。請(qǐng)寫出觀察結(jié)果： 5、 在單縫片和光源之間放上紅色濾光片，觀察紅光的干涉圖樣。6、 使測(cè)量頭中分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)，并與第n條亮條紋的中央對(duì)齊，記下手輪的讀數(shù)a2。a1與a2的差即為第一條至第n條亮條紋的間距a，則相鄰亮條紋間的間距是。將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在表中。7、 記下雙縫間的距離d及雙縫片至光屏的距離l，根據(jù)公式，計(jì)算紅光

3、波長(zhǎng)。將數(shù)據(jù)記錄在表中。8、 更換一個(gè)間距不同的雙縫片，重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，將數(shù)據(jù)記錄在表中，并計(jì)算紅光波長(zhǎng)的平均值。9、 換用綠色濾光片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。6、 數(shù)據(jù)記錄與處理 單色光項(xiàng) 目紅光綠光1212雙縫間距d/m雙縫到屏的距離l/m手輪讀數(shù)a1/m手輪讀數(shù)a2/m移動(dòng)條紋數(shù)n相鄰亮條紋間距x/m波長(zhǎng)/m波長(zhǎng)的平均值/m七、誤差來(lái)源與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)過程中碰到的問題及解決辦法匯總： 1、思考本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源及解決辦法： 2、實(shí)驗(yàn)中可能碰到的問題及解決辦法： （1）通過目鏡觀察到一片黑暗： （2）光屏上的光很弱： （3）干涉條紋不清晰： （4）通過目鏡觀察到干涉條紋是歪的： （5）通過目鏡

4、觀察到分劃板刻線與條紋不平行： （6）通過目鏡觀察到的是彩色條紋： （7）第一次使分劃板中心刻線和某條紋（記為第一條）的中心對(duì)齊，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭使分劃板中心刻線和第n條紋的中心對(duì)齊，則間隔的條紋數(shù)為 條八、課后練習(xí)：在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中1、（對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的考察）判斷以下說(shuō)法是否正確。（ ）（1）將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄（ ）（2）將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬（ ）（3）將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬（ ）（4）換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄（ ）（5）去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失（ ）（6）燈絲與單縫和雙縫必須平行放置（ ）（7）干涉條

5、紋與雙縫平行（ ）（8）干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)（ ）（9）實(shí)驗(yàn)中光屏上出現(xiàn)亮條紋的條件是光從雙縫到屏上的亮條紋中心處的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍（ ）（10）實(shí)驗(yàn)中光屏上出現(xiàn)暗條紋的條件是光從雙縫到屏上的亮條紋中心處的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍（ ）（11）若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），只有紅色和綠色的干涉條紋，其它顏色的干涉條紋消失（ ）（12）如圖所示，用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P處為第二亮條紋。若用頻率更高的單色光做實(shí)驗(yàn)，在其他條件不變時(shí)，第二亮條紋的位置應(yīng)A仍在P處 B在P點(diǎn)上方 C在P點(diǎn)下方 D將光屏向雙縫移近一些才能觀察到

6、亮條紋2、（對(duì)裝置結(jié)構(gòu)的考察）（1）如圖實(shí)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)元件依次為光源、_、_、_、遮光筒、光屏。（2）如果將燈泡換成激光光源，該實(shí)驗(yàn)照樣可以完成，這時(shí)可以去掉的部件是 （3）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；在操作時(shí)還應(yīng)注意 和 。3、（對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程的考察）（ ）（1）某同學(xué)做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，按圖安裝好裝置，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相差較遠(yuǎn)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(qiáng)（ ）(2)經(jīng)過一系列的調(diào)試，得到了亮度較好，但不夠清晰的干涉圖樣，為

7、了得到更加清晰的干涉圖樣，下列操作符合實(shí)際的是A手直接握住單縫轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止B手握住撥桿左右移動(dòng)可調(diào)節(jié)單縫的角度，眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止C手握住撥桿左右移動(dòng)可調(diào)節(jié)雙縫的角度，眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止D手握住撥桿上下移動(dòng)可調(diào)節(jié)單縫的角度，眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止(3)他看到的干涉圖樣如圖甲圖，他想把干涉圖樣及分劃板調(diào)為豎直方向，這時(shí)應(yīng)該 。若他看到的干涉圖樣如圖乙，這時(shí)應(yīng)該 _。經(jīng)調(diào)節(jié)后使單縫與雙縫相互平行且沿豎直方向，在目鏡內(nèi)觀察到單色光的干涉條紋是_(選填圖中的“A”或“B”)（ ）（4）下列說(shuō)法正確的是A調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏

8、中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B通過調(diào)節(jié)撥桿（圖中沒有畫出），使單縫與雙縫平行，且通過目鏡能觀察到千涉圖樣C為了減小測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距Dx=a/n（ ）（5）在本實(shí)驗(yàn)中，小李同學(xué)用黃光作為入射光，發(fā)現(xiàn)條紋間距太小。為了增大干涉條紋的間距，該同學(xué)可以采用的方法有A改用紅光作為入射光 B改用藍(lán)光作為入射光C增大雙縫到屏的距離 D更換間距更大的雙縫4、（對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)處理的考察）（1）若分別用紅色、藍(lán)色、紫色三種單色光做實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示的干涉圖樣，a、b、c依次分別為_、_、_的干涉圖樣（2）在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，選用紅色濾光片和間距為0.

9、20mm的雙縫，雙縫與屏的距離為600mm。某同學(xué)正確操作后，在目鏡中看到如圖甲所示的干涉條紋。換成紫色濾光片正確操作后，使測(cè)量頭分劃板刻線與第k級(jí)暗條紋中心對(duì)齊，在目鏡中觀測(cè)到的是圖乙中的 (填字母)，此時(shí)測(cè)量頭的讀數(shù)為25.70mm。沿同一方向繼續(xù)移動(dòng)測(cè)量頭使分劃板刻線與第k+5級(jí)暗條紋中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭標(biāo)尺如圖丙所示，其讀數(shù)是 mm相鄰暗條紋的中心間距為 mm，紫光的波長(zhǎng)等于 nm。甲乙丙（3）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條亮條紋，讀下手輪的讀數(shù)如圖甲所示。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮條紋，讀下手輪的讀數(shù)如圖乙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是_mm。（4）如果

10、測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示。則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉條紋的間距x時(shí)，測(cè)量值_實(shí)際值。(填“大于”“小于”或“等于”)5、（變式訓(xùn)練）（1）小明在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，嘗試用單縫和平面鏡做類似實(shí)驗(yàn)。單縫和平面鏡的放置如圖所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)過濾光片成為波長(zhǎng)為的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測(cè)得單縫與鏡面延長(zhǎng)線的距離為h，與光屏的距離為D，則條紋間距x= 。隨后小明撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結(jié)構(gòu)，則在光屏上 （填“能”或“不能”）觀察到干涉條紋。1、主要是測(cè)量誤差，包括： 雙縫到屏的間距多次測(cè)量取平均值 相鄰亮條紋間距調(diào)整到最清晰的程度；通過測(cè)量n條亮條紋的間距a，取平均值；調(diào)節(jié)分劃板刻線與干涉條紋平行；每