第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长 课件.ppt

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第四章光*返回导航下一页上一页物理第四章光第4节实验:用双缝干涉测量光的波长01基础储备明确原理02热点实验典例解读03分层演练素养达标一、实验目的1.用双缝干涉实验装置测量光的波长.2.学习测量微小距离的方法.二、实验器材光具座、双缝干涉仪(由光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头组成)、学生电源.四、实验步骤1.如图甲所示,在光具座上把各光学元件装配好.从遮光筒上取下双缝,打开电源,调节光源的高度,直到光束能沿遮光筒的轴线射到毛玻璃屏的中心,放上单缝和双缝,使它们的距离为5~10cm,并保持缝相互平行.2.观察光屏上的白光干涉条纹的特点.给光源加上不同的滤光片,看条纹的色彩、间距发生了什么变化,相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等.3.记下双缝间的距离d和双缝到光屏的距离l.4.转动手轮,先使分划板中心刻线对准某条亮条纹中心,如图乙所示,记下此时的读数.继续转动手轮,使分划板中心刻线移过n条条纹,对齐另一亮条纹中心,再记下此时的读数.转动手轮进行测量时,一次测量中不要反向旋转.5.把测量结果记录在数据表格中,算出两次读数之差,并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δx.求出光的波长.六、误差分析本实验为测量性实验,因此应尽一切办法减少有关测量的误差.1.双缝到屏的距离l的测量误差因本实验中双缝到屏的距离非常长,l的测量误差不太大,但也应选用毫米刻度尺测量,并用多次测量求平均值的办法减小相对误差.2.测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度.(2)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心.(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确.热点一对实验原理及注意事项的考查【例1】如图,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为:①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃.(1)②、③、④三个光学元件依次为________(填正确答案的标号);A.滤光片、单缝、双缝 B.单缝、滤光片、双缝C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、双缝、单缝(2)如果实验时将红光滤光片换为绿光滤光片,则相邻亮纹(暗纹)间的距离________(填“变大”或“变小”).[答案](1)A(2)变小[针对训练1]现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置,用以测量红光的波长.(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右表示各光学元件的字母的排列顺序应为C、________、________、________、A.(2)将激光束照在双缝上,在光屏上观察到的现象是选项中的________.(3)保持双缝到光屏的距离不变,换用间隙更小的双缝,在光屏上观察到的条纹间距将__________________________;保持双缝间隙不变,减小双缝到光屏的距离,在光屏上观察到的条纹间距将______________.(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)答案:(1)EDB(2)A(3)变宽变窄热点二仪器的使用和数理处理【例2】图甲是利用双缝干涉测量某单色光波长的实验装置,测得双缝屏到毛玻璃屏的距离l为0.2m、双缝间的距离d为0.4mm,图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干涉图样,其中1、2、3、4、5…是亮条纹的编号,图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景,图丙是测第1号亮条纹的位置,此时观测装置上千分尺的读数为__________mm,图丁是测第4号亮条纹的位置,此时观测装置上千分尺的读数为__________mm.根据上面测出的数据可知,相邻两条亮条纹间的距离Δx=__________mm,计算波长的数学表达式λ=________,被测光的波长为________nm.[针对训练2]在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将实验器材按要求安装在光具座上,如图所示.在实验前已获知的数据有:双缝的间距为d,双缝到屏的距离为L.(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出M处的实验器材是________.(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验,得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅.则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的________.(3)经测量,红光相邻两条干涉亮条纹间的距离为Δx,请据此写出能够反映红光波长大小的表达式λ=________________.(4)该实验中L=700mm,已知d的数量级为10-4m,相邻两条亮条纹间距的数量级为10-3m,由此可推断红光的波长数量级约为__

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