浙江版2020版高考物理一轮复习实验16用双缝干涉测量光的波长同时练习使用游标型测量头课件.ppt

实验16用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头),一实验目的,三实验器材,四实验步骤,五数据处理,教材研读,六注意事项,七误差分析,二实验原理,考点一实验原理与实验操作,考点二实验数据处理与误差分析,考点突破,一、实验目的,教材研读,1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件。2.观察白光和单色光的双缝干涉图样。3.测定单色光的波长。二、实验原理单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长,(2)接好电源,打开开关,使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距510cm,这时,可观察白光的干涉条纹。(5)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。,2.测定单色光的波长(1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。(2)使分划板中心线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2;将该亮条纹记为第n条亮条纹,则相邻两亮条纹间距x=。(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。(4)重复测量、计算,求出波长的平均值。,2.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当。3.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。4.照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致,故应正确调节。,七、误差分析,1.双缝到屏的距离l的测量存在误差。2.测条纹间距x带来的误差:(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。(2)误认为x为亮(暗)条纹的宽度。(3)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。(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清。,考点一实验原理与实验操作,考点突破,例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装置,用以测量红光的波长。,(1)本实验的实验步骤有: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;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;用米尺测量双缝到屏的距离;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。在操作步骤时还应注意和。,方法技巧高考对本实验的考查主要集中在以下两点:一是干涉图样或条纹间距变化的分析,二是干涉光波长或双缝间距的计算等。以上两点都围绕条纹间距公式x=的应用命题。同时,由于x的测量需要用到螺旋测微器或游标卡尺,所以读数时要科学、准确。,变式1(2018浙江宁波新高考选考适应性)同学利用双缝干涉实验仪测量光的波长,按要求将仪器安装在光具座上,如图甲所示,接通电源使光源正常工作。甲,乙关于这个实验下列几种说法,你认为正确的是A.增加光源到单缝的距离,干涉条纹间距变大,B.将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离,干涉条纹间距变宽D.去掉滤光片,干涉现象消失若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示。通过装置中的“拨杆”的拨动(填“能”或“不能”)把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上。,考点二实验数据处理与误差分析,例2在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图甲所示,并选用双缝间距d=0.2mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离l=700mm。然后,接通电源使光源正常工作。,(1)已知测量头主尺的分度值是1毫米,副尺上有50个分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所,示,图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标卡尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标卡尺上的读数x2=mm。(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x=mm,这种色光的波长=nm。,答案(1)15.02(2)2.31660,解析(1)由游标卡尺的读数规则可知x2=(15.0+10.02)mm=15.02mm。(2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个,故x=2.31mm;由x=可知=660nm。,方法技巧测量头有时应用游标卡尺,有时应用螺旋测微器。注意x2-x1不是相邻条纹间的距离,而计算式x=中x是相邻条纹间距。,A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头(2)在实验中,双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离l=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图像如图丙,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图丁,则图丁中A位