高中物理 134实验 用双缝干涉测量光的波长课件 新人教版选修34.ppt

课堂互动探究 当堂双基达标 课前自主导学 4实验 用双缝干涉测量光的波长 二 实验器材双缝干涉仪 包括 光具座 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 光屏及测量头 其中测量头又包括 分划板 目镜 手轮等 学生电源 导线 米尺 三 实验原理1 相邻明纹 暗纹 间的距离 x与入射光波长 之间的定量关系推导如图13 4 1所示 双缝间距d 双缝到屏的距离l 双缝s1 s2的连线的中垂线与屏的交点为p0 对屏上与p0距离为x的一点p 两缝与p的距离ps1 r1 ps2 r2 在线段ps2上作pm ps1 则s2m r2 r1 因d l 三角形s1s2m可看作直角三角形 有 r2 r1 dsin 令 s2s1m 3 条纹间距 x的测定 一 实验过程1 按图13 4 3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 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 4 加装滤光片 通过目镜观察单色光的干涉条纹 同时调节手轮 分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心 记下手轮的读数 然后继续转动使分划板移动 直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心 记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n 三 误差分析本实验为测量性实验 因此应尽一切办法减少有关测量的误差 1 双缝到屏的距离l的测量误差因本实验中双缝到屏的距离非常长 l的测量误差不太大 但也应选用毫米刻度尺测量 并用多次测量求平均值的办法减小相对误差 2 测条纹间距 x带来的误差 1 干涉条纹没有调到最清晰的程度 2 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 3 测量多条亮条纹间距时读数不准确 2012 福建高考 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 实验装置如下图 1 下列说法哪一个是错误的 填选项前的字母 a 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时 应放上单缝和双缝b 测量某条干涉亮纹位置时 应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐 2 测量某亮纹位置时 手轮上的示数如图 其示数为 mm 解析 1 放上单缝和双缝后 由于发生干涉现象没法调节光源的高度 故a项错误 2 按读数规则 读出示数为 1 5mm 47 0 0 01mm 1 970mm 答案 1 a 2 1 970 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13 4 5甲所示 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个分度 某同学调整手轮后 从测量头的目镜看去 第1次映入眼帘的干涉条纹如图13 4 5乙 a 所示 图13 4 5乙 a 中的数字是该同学给各暗纹的编号 此时图13 4 5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13 4 5丙 a 所示 此时图13 4 5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 解析 1 由游标尺的读数规则可知 x2 15 0 1 0 02 mm 15 02mm 答案 1 15 02 2 2 316 6 102 1 2013 洛阳检测 双缝干涉实验中 观察到的某单色光的干涉图样是 a 中间宽 两边窄的条纹b 等宽度但不等间隔的条纹c 平行 等间距的条纹d 等间距但不平行的条纹 答案 c 2 2011 北京高考 如图13 4 6所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝s时 在光屏p上观察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 a 增大s1与s2的间距b 减小双缝屏到光屏的距离c 将绿光换为红光d 将绿光换为紫光 答案 c 3 多选 某同学在做双缝干涉实验时 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不一致 相差较大b 滤光片 单缝 双缝的中心在同一高度c 单缝与双缝不平行d 光源发出的光太强 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 单缝和双缝要在同一高度 中心位置在遮光筒的轴线上 单缝与双缝要互相平行才能使实验成功 当然还要使光源发出的光束不能太暗 据上述分析可知选项a c正确 答案 ac 4 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 双缝片 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 2 正确调节后 在屏上观察到红色的干涉条纹 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a b 填 大于 等于 或 小于 答案 1 aebdc 2 大于 5 用某种单色光做双缝干涉实验时 已知双缝间距离d 0 20mm 双缝到毛玻璃屏间的距离为l 75 0cm 如图13 4 7甲所示 实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮 使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹 此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示 则游标卡尺的读数x1 mm 然后再转动手轮 使与游标卡尺相连的分划线向右边移动 直到对准第5条明条纹 如图丁所示 此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示 则游标卡尺的读数x2 mm 由以上已知数据和测量数据 则该单色光的波长是 mm 答案 0 39 56 1 10 4 6 2013 临沂高二检测 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 要把它们放在图13 4 8所示的光具座上组成双缝干涉装置 用以测量红光的波长 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 本实验的步骤有 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 测量数条亮纹问的距离 在操作步骤 时还注意单缝 双缝应 且 3 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐 将该亮纹定为第1条亮纹 此时手轮上的示数如图13 4 9甲所示 然后同方向转动测量头 使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐 记下此时图图13 4 9