实验十九用双缝干涉测光的波长.ppt

第十四章 光的传播 光的波动性 实验十九 用双缝干涉测光的波长 第十四章 光的传播 光的波动性 知识要点归纳 实验实验 目的 观观察白光、单单色光的干涉图样图样 ，测测定 单单色光的波长长 第十四章 光的传播 光的波动性 实验实验 原理 单单色光通过单缝过单缝 后，经经双缝产缝产 生稳稳 定的干涉图样图样 ，图样图样 中相邻邻两条亮( 暗)纹间纹间 距x与双缝间缝间 距d、双缝缝到 屏的距离l、单单色光的波长长之间满间满 足 dx/l. 第十四章 光的传播 光的波动性 实验实验 器材 双缝缝干涉仪仪(由光具座、光源、滤滤光片 、单缝单缝 、双缝缝、遮光筒、毛玻璃屏、测测 量头组头组 成)、学生电电源、导线导线 、刻度尺 等 测测量头头使用方法 第十四章 光的传播 光的波动性 1结结构：由分划板、目镜镜、手轮轮等 构成如图图1451所示 2用途：测测两条相邻邻明(暗)条纹间纹间 的 距离x. 图图1451 第十四章 光的传播 光的波动性 3使用方法：转动转动 手轮轮，分划板会左 、右移动动测测量时时，应应使分划板中心刻 线对齐线对齐 条纹纹的中心 (如图图1452所 示)，记记下此时时手 轮轮上的读读数a1； 图图1452 第十四章 光的传播 光的波动性 转动转动 手轮轮，使分划板向一侧侧移动动，当 分划板中心刻线对齐线对齐 另一条相邻邻的条 纹纹中心时时，记记下手轮轮上的刻度数a2， 两次读读数之差就是这这两条条纹间纹间 的距 离，即xa1a2. 第十四章 光的传播 光的波动性 过程分析导引 实验实验 步骤骤 1观观察干涉条纹纹 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放 在光具座上如图图1453所示 图图1453 第十四章 光的传播 光的波动性 (2)接好光源，打开开关，使灯丝丝正常 发发光 (3)调节调节 各器件的高度，使光源发发出的 光能沿轴线轴线 到达光屏 (4)安装双缝缝和单缝单缝 ，中心大致位于遮 光筒的轴线轴线 上， 第十四章 光的传播 光的波动性 使双缝缝与单缝单缝 的缝缝平行，二者间间距约约 5 cm10 cm，这时这时 ，可观观察白光的 干涉条纹纹 (5)在单缝单缝 和光源间间放上滤滤光片，观观 察单单色光的干涉条纹纹 第十四章 光的传播 光的波动性 2测测定单单色光的波长长 (1)安装测测量头头，调节调节 至可清晰观观察 到干涉条纹纹 (2)使分划板中心刻线对齐线对齐 某条亮条纹纹 的中央，记记下手轮轮上的读读数a1，将该该 条纹记为纹记为 第1条亮纹纹；转动转动 手轮轮， 第十四章 光的传播 光的波动性 使分划板中心刻线线移动动至另一亮条纹纹 的中央，记记下此时时手轮轮上的读读数a2， 将该该条纹记为纹记为 第n条亮纹纹 (3)用刻度尺测测量双缝缝到光屏的距离l(d 是已知的) (4)改变变双缝间缝间 的距离d，双缝缝到屏的 距离l，重复测测量 第十四章 光的传播 光的波动性 数据处理 第十四章 光的传播 光的波动性 误误差分析 1双缝缝到屏的距离l的测测量存在误误差 2测测条纹间纹间 距x带带来的误误差 (1)干涉条纹纹没有调调整到最清晰的程度 第十四章 光的传播 光的波动性 (2)误认为误认为 x为为亮(暗)条纹纹的宽宽度 (3)分划板刻线线与干涉条纹纹不平行，中 心刻线线没有恰好位于条纹纹中心 (4)测测量多条亮条纹间纹间 的距离时读时读 数 不准确，此间间距中的条纹纹数未数清 第十四章 光的传播 光的波动性 注意事项项 1双缝缝干涉仪仪是比较较精密的仪仪器， 应轻应轻 拿轻轻放，且注意保养 2安装时时，注意调节调节 光源、滤滤光片、 单缝单缝 、双缝缝的中心均在遮光筒的中心 轴线轴线 上，并使单缝单缝 、双缝缝平行且间间距 适当 第十四章 光的传播 光的波动性 3光源灯丝丝最好为线为线 状灯丝丝，并与 单缝单缝 平行且靠近 4调节调节 的基本依据是：照在光屏上 的光很弱，主要原因是灯丝丝与单缝单缝 、 双缝缝，测测量头头与遮光筒不共轴轴所致， 干涉条纹纹不清晰一般原因是单缝单缝 与双 缝缝不平行所致，故应应正确调节调节 第十四章 光的传播 光的波动性 实验典例探究 在“用双缝缝干涉测测光的波长长” 实验实验 中，将双缝缝干涉实验仪实验仪 按要求安 装在光具座上(如图图1454甲)，并 选选用缝间缝间 距d0.20 mm的双缝缝屏 从仪仪器注明的规规格可知， 双缝干涉实验的数据处理 例1 第十四章 光的传播 光的波动性 像屏与双缝缝屏间间的距离L700 mm. 然后，接通电电源使光源正常工作 图图1454 第十四章 光的传播 光的波动性 (1)已知测测量头头主尺的最小刻度是毫米 , 副尺上有50分度某同学调调整手轮轮后, 从测测量头头的目镜镜看去，第一次映入眼 帘的干涉条纹纹如图图乙(a)所示，图图乙 (a)中的数字是该该同学给给各暗纹纹的编编号 ，此时图时图 乙(b)中游标标尺上的读读数x1 1.16 mm； 第十四章 光的传播 光的波动性 接着再转动转动 手轮轮，映入眼帘的干涉条 纹纹如图图丙(a)所示，此时图时图 丙(b)中游 标标尺上的读读数x2_mm； (2)利用上述测测量结结果，经计经计 算可得两 个相邻邻明纹纹(或暗纹纹)间间的距离x _mm；这这种色光的波长长 _nm. 第十四章 光的传播 光的波动性 【解析】 (1)主尺读读数为为15 mm，游 标标尺读读数为为10.02 mm0.02 mm ，二者相加即可 (2)由于图图中数字标记标记 的是暗条纹纹，首 先应应根据暗条纹纹所标标数字给给亮条纹纹也 标标明条数，若图图乙的(a)图图中的中央刻 线线所对对亮条纹记为纹记为 第1条， 第十四章 光的传播 光的波动性 【答案】 (1)15.02 (2)2.31 6.6102 第十四章 光的传播 光的波动性 在“用双缝缝干涉测测量光的波长长 ” 实验实验 中,实验实验 装置如图图1455所示 实验结论与误差分析 例2 图图1455 第十四章 光的传播 光的波动性 (1)以线线状白炽炽灯为为光源，对实验对实验 装 置进进行了调节调节 并观观察实验现实验现 象后， 总结总结 出以下几点： A灯丝丝和单缝单缝 及双缝缝必须须平行放置 B干涉条纹纹与双缝缝垂直 C干涉条纹纹疏密程度与双缝宽缝宽 度有 关 第十四章 光的传播 光的波动性 D干涉条纹间纹间 距与光的波长长有关 以上几点中你认为认为 正确的是_ (2)当测测量头头中的分划板中心刻线对线对 齐齐某条刻度线时线时 ，手轮轮上的示数如图图 1456所示，该读该读 数为为 _mm. (3)如果测测量头头中的分划板中心刻线线与 干涉条纹纹不在同一方向上， 第十四章 光的传播 光的波动性 如图图1457所示则则在这这种情况下 测测量干涉条纹纹的间间距x时时，测测量值值 _(填“大于”、“小于”或 “等于”)实际值实际值 图图1456 图图1457 第十四章 光的传播 光的波动性 第十四章 光的传播 光的波动性 (2)固定刻度读读数为为0.5 mm，可动动刻度 读读数为为20.2，所以测测量结结果为为0.5 mm 20.20.01 mm0.702 mm.