高考物理总复习 实验十四 用双缝干涉测光的波长课件.ppt

实验十四用双缝干涉测光的波长 实验目的 1 了解光波产生稳定的干涉现象的条件 2 观察白光和单色光的双缝干涉图样 3 测定单色光的波长 实验原理 1 光源发出的光经滤光片成为单色光 单色光经过单缝后相当于线光源 经双缝产生稳定的干涉图样 我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹 若用白光照射 通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹 图实 1 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 另外还有学生电源 导线 刻度尺 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 如图实 2所示 图实 2 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 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x1 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xn 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 重复测量 3 光源灯丝最好为线状灯丝 并与单缝平行且靠近 4 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 干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致 故应正确调节 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 干涉条纹没有调整到最清晰的程度 误认为 x为亮 暗 条纹的宽度 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 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 2012 福建理综 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 实验装置如图实 3所示 考点一实验原理与操作 图实 3 图 4 2 测量某亮纹位置时 手轮上的示数如图实 4 其示数为 mm 解析 1 在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播 故a错误 因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹中心之间的距离 故b正确 微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差 故c正确 答案为a 2 手轮上固定刻度读数为1 5mm 可动刻度读数为47 0 0 01mm 故测量结果为1 5mm 47 0 0 01mm 1 970mm 答案 1 a 2 1 970 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 要把它们放在如图实 5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 考点二数据处理与误差分析 图实 5 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条亮纹的位置如图实 6 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 图实 6 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 同时使单缝与双缝相互平行 答案 1 edb 2 单缝与双缝的间距为5cm 10cm使单缝与双缝相互平行 3 7 10 7 在观察光的干涉现象的实验中 将两片刀片合在一起 在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝 按图实 7所示的方法 让激光束通过自制的双缝 图实 7 1 保持缝到光屏的距离不变 换用不同间隙的双缝 双缝的间隙越小 屏上明暗相间的条纹间距 选填 越大 或 越小 2 保持双缝的间隙不变 光屏到缝的距离越大 屏上明暗相间的条纹间距 选填 越大 或 越小