高考物理复习 高效学习方略 实验15 用双缝干涉测量光的波长课件.ppt

一 实验目的1 观察白光及单色光的双缝干涉图样 2 测定单色光的波长 二 实验原理如图所示 电灯发出的光 经过滤光片s后变成单色光 同时到达双缝s1和s2 双缝s1 s2相当于两个步调完全一致的单色相干光源 透过s1 s2双缝的单色光在屏上相遇并叠加 s1 s2到屏上p点的路程分别为r1 r2 两列光波传到p的路程差 y r1 r2 设光波波长为 两条相邻明 暗 条纹间的距离 y用测量头测出 测量头由分划板 目镜 手轮等构成 如图所示 三 实验器材双缝干涉仪 即光具座 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 毛玻璃屏 测量头 另外 还有学生电源 导线 刻度尺等 四 实验步骤1 观察干涉条纹 1 将光源 遮光筒 毛玻璃屏依次安放在光具座上 如图所示 2 接好光源 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5 10cm 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 五 注意事项1 双缝干涉仪是比较精密的仪器 应轻拿轻放 且注意保养 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 注意调节各缝平行 六 实验中的误差及对策1 光波的波长很小 y l的测量对波长 的影响很大 2 在测量l时 一般用毫米刻度尺 而测 y时 用千分尺且采用 累积法 3 多次测量求平均值 要点实验基本方法 例 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上 如图 并选用缝间距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 已知测量头主尺的最小刻度是毫米 副尺上有50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甲 a 所示 图中数字是该同学给各暗纹的编号 此时图甲 b 中游标尺上的读数x1 1 16mm 接着再转动手轮 映入眼帘的干涉条纹如图乙 a 所示 此时图乙 b 中游标尺上的读数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 2 316 6 102 1 用单色光做双缝干涉实验 下列说法正确的是 a 相邻干涉条纹之间的距离相等b 中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍c 屏与双缝之间的距离减小 则屏上条纹间距增大d 在实验装置不变的情况下 红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 2 英国物理学家托马斯 杨巧妙地解决了相干光源问题 第一次在实验室观察到了光的干涉现象 如图为实验装置简图 m为竖直线光源 长直灯丝钠灯 n和o均为有狭缝的遮光屏 p为像屏 现有四种不同带有狭缝的遮光屏 实验时的正确选择是 a n应选1 o应选2b n应选3 o应选4c n应选1 o应选4d n应选3 o应选2解析a单缝和双缝要与光源平行 故a项正确 3 用双缝干涉测光的波长 实验中采用双缝干涉仪 它包括以下元件 a 白炽灯 b 单缝 c 光屏 d 双缝 e 滤光片 其中双缝和光屏连在遮光筒上 1 把以上元件安装在光具座上时 正确的排列顺序是 a a已写好 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条红亮纹间的距离为a 改用绿色滤光片 其他条件不变 用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b 则一定有 大于 答案 1 e b d c 2 ab 4 现有毛玻璃屏a 双缝b 白光光源c 单缝d 红色滤光片e等元件 要把它们装在同一光具座上组成双缝干涉装置用来测量红光的波长 1 将白光光源c装在光具座最左端 由左到右依次放置其他元件 表示各光学元件的字母排列顺序应为c 2 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐 将该亮纹记为0条纹 此时手轮上读数如图甲所示 读数为 mm 然后同方向转动测量头 使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐 读数如图乙所示 则相邻条纹间距为 mm 答案 1 e d b a 2 2 3202 310 5 如图所示是用激光器 缝间距可调节的双缝屏 光屏等器材研究光的干涉现象的装置 1 实验中用激光通过双缝 其目的是 在本实验中为了增大光屏上干涉条纹的间距 可以采用其他条件不变只调节双缝间距d的方法 应使d 填 增大 或 缩小 2 在实验中 如果将红光换为黄光后通过同一双缝装置 会发现光屏上干涉条纹的间距变小的现象 根据干涉理论中关于 在d与l相同的情况下 条纹间距与 的结论可以说明红光的波长比黄光的波长 填 长 或 短 答案 1 产生频率相同的两束光缩小 2 波长成正比长 6 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图所示 激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝 另一端装有感光片的遮光筒 感光片的位置上出现一排等距的亮线 1 这个现象说明激光具有 性 2 某同学在做 用双缝干涉测光的波长 实验时 第一次分划板中心刻度线对齐a条纹中心时如图甲所示 游标卡尺的示数如图丙所示 第二次分划板中心刻度线对齐b条纹中心线时如图乙所示 游标卡尺的读数如图丁所示 已知双缝间距为0 5mm 从双缝到屏的距离为1m 则图丙中游标卡尺的示数为 mm 图丁中游标