用双缝干涉测量光的波长ppt课件.ppt

13 4实验用双缝干涉测量光的波长 一 实验原理 双缝干涉的两个相邻亮 暗 条纹的距离 x与波长 双缝的间距d及双缝到屏的距离L满足 实验 用双缝测量光的波长 二 实验装置及器材 光具座 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 毛玻璃屏 测量头 学生电源 导线 刻度尺 实验步骤 1 如图所示 把直径约10cm 长约1m的遮光筒水平放在光具座上 筒的一端装有双缝 另一端装有毛玻璃屏 2 取下双缝 打开光源 调节光源的高度 使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮 3 放好单缝和双缝 单缝和双缝间距离约为5cm 10cm 使缝相互平行 中心大致位于遮光筒的轴线上 这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样 4 在单缝和光源间放上滤光片 观察单色光的双缝干涉图样 1 观察双缝干涉图样 2 测定单色光的波长 1 安装好测量头 调节至可清晰观察到干涉条纹 2 条纹间距用测量头测出 如图测量头由分划板 目镜 手轮等构成 转动手轮 分划板会左右移动 测量时应使分划板中心刻线对齐某条亮条纹中心 记下此时手轮上的读数a1 转动手轮 使分划板中心刻线移至另一条亮条纹中央 记下此时手轮的读数a2 并记下两次测量的亮条纹数n 则相邻两条亮 或暗 条纹间距 第1条 第7条 读数 X1 读数 X2 3 用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l 4 将l x代入公式求出光的波长 5 重复测量 计算 求出波长的平均值 6 换用不同颜色的滤光片 观察干涉条纹的异同 求出相应的波长 实验误差分析1 l的测量误差本实验中双缝到光屏的距离较长 l的测量误差不太大 但也应选用毫米刻度尺测量 并用多次测量求出平均值的办法减小实验误差 2 测量条纹间距 x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 注意事项1 放置单缝和双缝时 必须使缝平行 2 要保证光源 滤光片 单缝 双缝和光屏的中心轴在遮光筒的轴线上 3 测量头的分划板中心刻线要对准条纹的中心 应用实例 你能计算出两条纹的间距吗 某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的波长 已知双缝间距为d 双缝到屏的距离为L 将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐 并将该条纹记为第一亮条纹 其示数如图所示 此时的示数x1 mm 然后转动测量头 使分划板中心刻线与第n亮条纹的中心对齐 测出第n亮条纹示数为x2 由以上数据可求得该光的波长表 达式 用给出的字母符号表示 0 776 练习1 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 装置如图 双缝间的距离d 3mm 1 若测定红光的波长 应选用色的滤光片 实验时需要测定的物理量有 和 红 双缝到屏的距离L n条条纹间距a 练习2 2 若测得双缝与屏之间距离0 70m 通过测量头 与螺旋测微器原理相似 手轮转动一周 分划板前进或后退0 500mm 观察第1条亮纹的位置如图 a 所示 观察第5条亮纹的位置如图 b 所示 则可求出红光的波长 m 保留一位有效数字 7 10 7 解见下页 2 解 由读数得 则 由公式 题目 巩固练习 1 用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图 图中 是光源 是光屏 它们之间的 分别是 选填单缝 双缝 滤光片 2 利用双缝干涉仪来测光的波长 实验装置包括以下主要元件 A 白炽灯 B 单缝片 C 光屏及测量头 D 双缝 E 遮光筒 F 滤光片 把以上元件安装在光具座上时 正确的排列顺序是 1 A A已填好 2 正确调节后 在屏上观察到红光干涉条纹 用测量头测出10条红亮条纹间距为a 改用绿色滤光片 其它条件不变 用测量头测出10条绿亮条纹间距为b 则一定有a b 填 大于 小于 或 等于 滤光片 双缝 FBDEC 大于 3 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 要把它们放在下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 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 E D B 2 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 单缝与双缝的间距为5cm 10cm 使单缝与双缝相互平行 3 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐 将该亮纹定为第1条亮纹 此时手轮上的示数如下图甲所示 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 记下此时下图乙中手轮上的示数 mm 求得相邻亮纹的间距为 x为 mm 13 870 2 310 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 由计算公式 求得所测红光波长为 nm 6 6 102 4 如图所示是双缝干涉仪 其中A是白炽电灯 光源 B是滤光片 E是遮光筒 F是毛玻璃光屏 图中C是 D是 C D间距离大约是 cm 如果撤去滤光片B 在屏上