高中物理 5.2 实验探究：用双缝干涉测量光的波长课件 教科版选修34.ppt

高中物理 选修3 4 教科版 第五章光的波动性5 2实验探究 用双缝干涉测量光的波长 目标定位 1 了解用双缝干涉测量光的波长的实验原理 2 知道影响干涉条纹间距的因素 3 观察白光及单色光的干涉图样 4 能够利用双缝干涉实验测量单色光的波长 一 实验原理相邻两条亮条纹 或暗条纹 的间距是 x 根据这个公式 可以得出单色光的波长 二 实验器材双缝干涉实验仪 主要部件有遮光管 照明系统 观察筒及 照明系统是指光源灯泡 透镜 遮光板 单缝及滤光片 测量头包括游标卡尺 分划板 滑块座 滑块 目镜 手轮等 预习导学 测量头 双缝 三 条纹间距 x的测定测量时 先移动测量头上的手轮 把分划线对准某一条干涉亮条纹或者暗条纹 并记下它在游标尺上的读数x1 然后转动手轮 把分划线对准第n条干涉亮条纹或暗条纹 记下游标尺的读数xn 则相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离为 x 预习导学 想一想实验中为什么不直接测出相邻两条亮条纹间的距离 x 而要测出n个亮条纹间的距离 再求平均值 答案由于光的波长很小 实验中条纹宽度很小 直接测出一条条纹的宽度不准确或较难实现 只能先测出n个条纹间距 再求相邻亮条纹间的距离 这样既便于测量 又可以减小误差 预习导学 课堂讲义 课堂讲义 课堂讲义 3 让灯泡灯丝及透镜中心与单缝中心等高 灯丝与单缝之间的距离约为25cm 点亮灯泡 上下或左右调节灯泡 使灯丝的放大像及缩小像均成在单缝中心 4 在遮光管的另一端装上测量头 在单缝管上装上拨杆 边观察 边左右移动拨杆 以调节单缝与双缝平行 直至看到白光的干涉条纹最清晰 课堂讲义 5 测量单色光波长时 在单缝前面加上红色或绿色滤光片即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹 再调节目镜 就能同时清晰地看到分划线和干涉条纹 然后绕光轴转动测量头 使分划线与干涉条纹平行 固定好测量头后即可进行测量 课堂讲义 课堂讲义 式中d为双缝中心距离 其数值刻在双缝座上 一块为0 250mm 另一块为0 200mm l为双缝至光屏 即分划板 之间的距离 当遮光管未接长管时 l 600mm 当遮光管接上长管后 l 700mm 7 改变双缝间的距离d 重复上面步骤 再测量一次 课堂讲义 例1 2014 江苏单科 12b 1 某同学用单色光进行双缝干涉实验 在屏上观察到图5 2 2甲所示的条纹 仅改变一个实验条件后 观察到的条纹如乙图所示 他改变的实验条件可能是 a 减小光源到单缝的距离b 减小双缝之间的距离c 减小双缝到光屏之间的距离d 换用频率更高的单色光源 图5 2 2 课堂讲义 答案b 课堂讲义 例2 用双缝干涉测量光的波长 的实验装置如图5 2 3甲所示 测量头由分划板 目镜 手轮等构成 已知双缝与屏的距离为l 双缝间距为d 课堂讲义 1 如图乙所示 移动测量头上的手轮 使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心 记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1 转动测量头 使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心 此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示 则读数x2 mm 2 已知双缝与屏的距离为l 双缝间距为d 计算波长的公式 用题目中给出的字母表示 3 对于某种单色光 为增加相邻亮纹间的距离 可采取 或 的方法 课堂讲义 课堂讲义 课堂讲义 课堂讲义 例3 某同学在做双缝干涉实验时 按装置图安装好实验装置 在光屏上却观察不到干涉图样 这可能是由于 a 光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致 相差较大b 没有安装滤光片c 单缝与双缝不平行d 光源发出的光束太强 课堂讲义 解析安装实验器材时要注意 光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合 光源与光屏正面相对 滤光片