《实验：用双缝干涉测量光的波长》课件.pptxVIP

《实验：用双缝干涉测量光的波长》;学习目标;知识导图;预习导学|新知领悟;二、实验原理

1．相邻明纹(暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导．

如图所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0．对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2．在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝

r2－r1，因d?l，三角形S1S2M可看作直角三角形．

有r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．则x＝ltanθ

≈lsinθ，

;;

三、实验器材

双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头．其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺．

;3．使光源发光，在光源和单缝之间加红(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干???条纹(彩色条纹)．

4．加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.

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五、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．

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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．

;多维课堂|素养初培;实验操作过程及仪器读数

精练1在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图所示)：

;(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图所示，其示数为________mm.

?

【答案】(1)A(2)1.970

【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，A错误．

(2)按读数规则，读出示数为1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970mm.;变式1如图所示，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光屏．对于某种单色光，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取__________________或______________的方法．

;【答案】滤光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光屏的距离减小双缝屏两缝间的距离

;实验数据处理

精练2利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙游标卡尺的示数为________mm.图丁游标卡尺的示数为_______mm.在实验中，所测单色光的波长为_______m．在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将_______(填“能”或“不能”)看到明暗相间的条纹．;【答案】11.416.86.75×10－7不能;变式2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成双缝干涉装置，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排列顺序应为C、________、A.

;(2)本实验的步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用米尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．

在操作步骤②时还应注意单缝、双缝应______且______________．;(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx＝________mm.

(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.