高中物理 4.2 用双缝干涉仪测定光的波长精品课件 沪科版选修34.ppt

4 2用双缝干涉仪测定光的波长 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 4 2 课前自主学案 课标定位 课标定位 学习目标 1 理解用双缝干涉测光的波长的原理和方法 2 了解光的干涉图样的特点 重点难点 理解本实验的原理并会根据实验数据计算波长 课前自主学案 三 实验原理1 如果双缝光源的相位相同 双缝到屏上任一点p的路程差 时 加强 亮条纹 时 减弱 暗条纹 屏上应出现明暗相间的条纹 2 光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后 得到振动情况完全相同的光 它们在双缝后面空间相互叠加 会发生干涉现象 若用单色光照射 在屏上会得到明暗相同的条纹 若用白光照射 可观察到屏上出现彩色条纹 等于波长的整数倍 等于半波长的奇数倍 四 实验步骤 图4 2 1 1 按图4 2 1所示安装仪器 2 将光源中心 单缝中心 双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上 3 使光源发光 在光源和单缝之间加红 或绿 色滤光片 让通过后的条形光斑恰好落在双缝上 通过遮光筒上的测量头 仔细调节目镜 观察单色光的干涉条纹 撤去滤光片 观察白光的干涉条纹 彩色条纹 6 换用另一滤光片 重复步骤 3 4 并求出相应的波长 五 注意事项1 双缝干涉仪是比较精密的仪器 应轻拿轻放 不要随便拆卸遮光筒 测量头等元件 2 滤光片 单缝 双缝 目镜等如有灰尘 应用擦镜纸或干净软布轻轻擦去 3 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 4 光源灯丝最好为线状灯丝 并与单缝平行且靠近 5 调节的基本依据是 照在像屏上的光很弱 主要原因是灯丝与单缝 双缝 测量头与遮光筒不共轴线所致 干涉条纹不清晰一般主要原因是单缝与双缝不平行所致 故应正确调节 核心要点突破 2 用同一实验装置做干涉实验 红光干涉条纹间距 x红最大 紫光的干涉条纹间距 x紫最小 则可知 红大于 紫 红光的频率f红小于紫光的频率f紫 3 两条相邻的明 暗 条纹间的距离 x用测量头 如图4 2 2所示 测出 测量时 应使分划板中心刻度线对齐条纹的中心 记下手轮上的读数a1 转动手轮 使分划板向一侧移动 当分划板中心刻度线对齐另一条相邻的明条纹中心时 记下手轮上的刻度数a2 两次读数之差就是相邻两条纹间的距离 即 x a1 a2 由于相邻条纹间距 x很小 直接测量相邻的两条条纹间距相对误差会很大 通常测出n条明 暗 条纹间的距离a 再推算相邻两条明 暗 纹间的距离 x a n 1 图4 2 2 即时应用 即时突破 小试牛刀 单色光照射双缝 双缝间距为0 6mm 双缝到屏幕的距离为1 5m 今测得屏幕上7条明条纹之间的距离为9mm 则此单色光的波长约为多少 答案 6 10 7m 课堂互动讲练 如图4 2 3所示是实验装置示意图 甲图是用绿光进行实验时 光屏上观察到的条纹情况 a为中央明纹 乙图为换另一种颜色的单色光进行实验时观察到的条纹情况 b为此时中央明条纹 则下列说法正确的是 图4 2 3 a 乙图可能是用红光实验产生的条纹 表明红光波长较长b 乙图可能是用紫光实验产生的条纹 表明紫光波长较长c 乙图可能是用紫光实验产生的条纹 表明紫光波长较短d 乙图可能是用红光实验产生的条纹 表明红光波长较短 答案 a 变式训练1用包括红 绿 紫三种色光的复色光做光的双缝干涉实验 在所产生的干涉条纹中离中心条纹最近的干涉条纹是 a 红色条纹b 绿色条纹c 紫色条纹d 三种色光的干涉条纹到中心条纹的最近距离都相等 解析 选c 不同色光波长不同 红光波长最长 紫光波长最短 双缝干涉中条纹间距与光波长成正比 双缝干涉现象中将在光屏上产生明 暗相间的干涉条纹 条纹间距与光波长成正比 中心处应该是三种单色光的干涉 中央明纹叠加 形成复色光条纹 考虑到紫光波长最短 紫光的干涉条纹间距最小 所以 靠中心条纹最近的应该是紫色条纹 2011年北京西城区模拟 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4 2 4甲 并选用缝间距d 0 20mm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 图4 2 4 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 变式训练2某同学在做双缝干涉实验时