高中物理：第13章教案人教版选修3-4

实验 用实验 用 双双 缝缝 干干 涉涉 测测 光光 的的 波波 长长 寄语 细 节 决 定 成 败 实验目的实验目的 了解光波产生稳定的干涉现象的条件 观察双缝干涉图样 了解测量头的 构造及使用方法 测定单色光的波长 实验原理实验原理 光源发出的光经滤光片成为单色光 单色光通过单缝后 经双缝产生稳定 的干涉图样 干涉条纹可从屏上观察到 图样中相邻两条亮 暗 纹间的距离 x 与双缝间的距离 d 双缝到屏的距离 L 单色光的波长 之间满足 通过测量 d L x 就可计算出光的波长 一 请同学们证明 由于两缝之间的距离 远远小于缝到屏的距离 所以有 另一方面 化简得 因为当两列波的路程差为波长的整数倍时 屏上出现亮纹 所以 亮条纹中心的位置为 相邻两个亮条纹或暗纹的中心间距是 二 条纹间距的测量 2 1 测量头的构成及使用 由 等构成 转动手轮 分划板会 移动 测量时 应使分划板中心刻线对齐条纹的 如图 记下此时手轮上的读数 转动 使分划板中心刻线对齐 另一条纹的中心 记下此时手轮上的读数 两次读数之差就表示这两条条纹间 的距离 1 数据的处理方法 测出 n 个亮纹间的距离 a 然后求出相邻两个亮条纹间的距离 实验器材实验器材 双缝干涉仪 米尺 测量头 实验步骤实验步骤 一 观察双缝干涉图样 一 观察双缝干涉图样 1 如图所示 把直径约 10cm 长约 1m 的遮光简水平放在光具座上 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 3 出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮 3 放好单缝和双缝 单缝和双缝间的距离约为 5 cm 10 cm 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 5 分别改变滤光片和双缝 观察干涉图样的变化 二 测定单色光的波长 二 测定单色光的波长 6 已知双缝间的距离 d 用米尺测出双缝到屏的距离 L 用测量头测出相邻两 条亮 暗 纹间的距离 x 由 算单色光的波长 为了减小误差 可测 出 n 条亮纹 暗 纹间的距离 a 则可以求出相邻两条亮 暗 纹间的距离 x a n 1 如转动测量头上的手轮 把分划板上的刻线对准视场左边的某一亮条纹 记下读数 x1 把分划板向右移动 使之对齐第 7 条亮条纹 记下读数 x2 则 7 换用不同颜色的滤光片 观察干涉条纹间距的变化 并求出相应色光的波 长 注意事项注意事项 1 单缝双缝应相互平行 其中心位于遮光筒的轴线上 双缝到单缝的距 离应相等 2 测双缝到屏的距离 可用米尺测多次取平均值 3 测条纹间距 x 时 用测量头测出 n 条亮 暗 纹间的距离 a 求出相 4 邻的两条明 暗 纹间的距离 x a n 1 巩固练习 1 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 单缝片 C 光屏 D 双缝 E 遮光筒 F 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 在屏上观察到红光的干涉条纹 用测量头测出 10 条红亮纹间的距离为 a 改用绿色滤光片 其它条件不变 用 测量头测出 10 条绿亮纹间的距离为 b 则一定有 a b 填 大于 小于 或 等于 3 在双缝干涉实验中 滤光片的作用是 单缝的作用是 双缝的作用是 2 在双缝干涉测光的波长的实验中 所用双缝间距 d 2mm 双缝到屏