【优化方案】高考物理总复习 实验三 用双缝干涉测量光的波长课件 新人教版选修34.ppt

实验三用双缝干涉测量光的波长 实验目的观察白光 单色光的干涉图样 测定单色光的波长 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 纹间距 x与双缝间距d 双缝到屏的距离l 单色光的波长 之间满足 d x l 实验器材双缝干涉仪 由光具座 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 毛玻璃屏 测量头组成 学生电源 导线 刻度尺等 测量头使用方法1 结构 由分划板 目镜 手轮等构成 如图2 4 1所示 图2 4 1 2 用途 测两条相邻明 暗 条纹间的距离 x 3 使用方法 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条纹的中心 如图2 4 2所示 记下此时手轮上的读数a1 转动手轮 使分划板向一侧移动 当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时 记下手轮上的刻度数a2 两次读数之差就是这两条条纹间的距离 即 x a1 a2 图2 4 2 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2 4 3所示 图2 4 3 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 二者间距约5cm 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 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 使分划板中心刻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条亮纹 转动手轮 使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央 记下此时手轮上的读数a2 将该条纹记为第n条亮纹 3 用刻度尺测量双缝到光屏的距离l d是已知的 4 改变双缝间的距离d 双缝到屏的距离l 重复测量 数据处理 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 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 调节的基本依据是 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 干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致 故应正确调节 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2 4 4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 图2 4 4 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 2 本实验的实验步骤如下 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 3 若测得双缝间距为3 0mm 双缝与屏之间的距离为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 观察到第1条亮纹的位置如图2 4 5 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 图2 4 5 解析 1 双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为 光源 滤光片 单缝 双缝 屏 因此应填e d b 2 安装光学元件时 应注意单缝与双缝间的距离为5cm 10cm