河南省洛阳市高中物理 第十三章 光 13.4 实验：双缝干涉测光的波长课件 新人教版选修3-4

1、实验：用双缝干涉测量实验：用双缝干涉测量 光的波长光的波长 如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹 间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越大，间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越大， 条纹间的距离也越大，这是为什么？条纹间的距离也越大，这是为什么？ 思考思考 r2-r1=dsin X=ltanlsin 运用几何知识运用几何知识 当两列波的路程差为波长的整当两列波的路程差为波长的整 数倍，即数倍，即dx/l=k，（，（k=0,1, 2)时才会出现亮条纹，亮条纹时才会出现亮条纹，亮条纹 位置为：位置为： X=kl/d S1 S2 P1 P

2、 l r1 r2 d x d l x 相邻两个明相邻两个明(或暗或暗)条纹之间的距离为条纹之间的距离为 其中，波长用其中，波长用 表示，表示，d表示两个狭缝之间的表示两个狭缝之间的 距离，距离，l为挡板与屏间的距离为挡板与屏间的距离 X X X X XX 中中 间间 亮亮 纹纹 第第 二二 条条 亮亮 纹纹 第第 一一 条条 亮亮 纹纹 第第 一一 条条 亮亮 纹纹 第第 二二 条条 亮亮 纹纹 第第 一一 条条 暗暗 纹纹 第第 一一 条条 暗暗 纹纹 第第 二二 条条 暗暗 纹纹 第第 三三 条条 暗暗 纹纹 第第 二二 条条 暗暗 纹纹 第第 三三 条条 暗暗 纹纹 用双缝干涉测光的波长

3、用双缝干涉测光的波长 要点归纳要点归纳 【实验目的实验目的】 1. 1.理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器. . 2. 2.观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉 的图样的图样. . 3. 3.掌握用公式掌握用公式 测波长的方法测波长的方法. . 【实验器材实验器材】 双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单 缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外 还有学生电源、导线、刻度尺还有学生电源、导线、刻度尺. . d l x 【实验原理实验原理

4、】 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图 样，图样中相邻两条亮（暗）纹间隔样，图样中相邻两条亮（暗）纹间隔x x与双与双 缝间距缝间距d d、双缝到屏的距离、双缝到屏的距离l l、单色光的波长、单色光的波长 之间满足之间满足= =d dx x/ /l l. . 附附 ：测量头的构造及使用：测量头的构造及使用 图图1 1 如图如图1 1（甲）所示，测量头由分划板、目镜、手轮（甲）所示，测量头由分划板、目镜、手轮 等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量 时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图时，应使分划板

5、中心刻度对齐条纹的中心，如图1 1 （乙），记下此时手轮上的读数（乙），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两次读数之差就表示这两条条纹间的距离. . 实际测量时，测出要数实际测量时，测出要数n n条明纹（暗纹）的宽度，条明纹（暗纹）的宽度， 设为设为a a，那么，那么. 1 n a x 【实验步骤实验步骤】 1.1.安装仪器安装仪器 （1 1）将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光）将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光 具座上，如图具座上，如图2 2所示所示. . （2 2）接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光）接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光. . 调节各部件

6、的高度，使光源灯丝发出的光能沿调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿 轴线到达光屏轴线到达光屏. . 图图2 2 （3 3）安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线）安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线 上，使双缝和单缝的缝平行上，使双缝和单缝的缝平行. . 2.2.观察与记录观察与记录 （1 1）调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光）调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光 的干涉条纹的干涉条纹. . （2 2）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光 的干涉条纹的干涉条纹. . （3 3）调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第）调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第

7、1 1 条亮条纹的中心，记下手轮上的读数条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a a1 1, ,转动手转动手 轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度 线与第线与第n n条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮 上的刻度数上的刻度数a a2 2, ,则相邻两条纹间的距离则相邻两条纹间的距离 （4 4）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长. . . 1 21 n aa x 【注意事项注意事项】 1.1.调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度， 使它发出的一束

8、光能够沿着遮光筒的轴线把屏使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏 照亮照亮. . 2.2.放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致 位于遮光筒的轴线上位于遮光筒的轴线上. . 3.3.调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的 中心对齐，记清此时手轮上的读数，转动测量中心对齐，记清此时手轮上的读数，转动测量 典例剖析典例剖析 【例例1 1 】 某同学在做双缝干涉实验时，按图安装某同学在做双缝干涉实验时，按图安装 好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样， 这可能是由于这可能是由

9、于 （ ） A. A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相 差较大差较大 B. B.没有安装滤光片没有安装滤光片 C. C.单缝与双缝不平行单缝与双缝不平行 D. D.光源发出的光束太强光源发出的光束太强 解析解析 安装实验器件时要注意使光束的中安装实验器件时要注意使光束的中 央轴线与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正央轴线与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正 面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度， 中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相 互平行互平行, ,还要使光源发出的光束不要太

10、暗，还要使光源发出的光束不要太暗， 才能使实验成功才能使实验成功. . 答案答案 ACAC 2、某学生在观察双缝干涉现象的实验中，分别、某学生在观察双缝干涉现象的实验中，分别 用红色、绿色、紫色三种单色光做实验，经同用红色、绿色、紫色三种单色光做实验，经同 一干涉仪观察到如图所示的明显干涉条纹，那一干涉仪观察到如图所示的明显干涉条纹，那 么甲、乙、丙依次表示的颜色是么甲、乙、丙依次表示的颜色是 （ ） A. 红色红色 绿色绿色 紫色紫色 B. 红色红色 紫色紫色 绿色绿色 C. 紫色紫色 绿色绿色 红色红色 D. 绿色绿色 紫色紫色 红色红色 乙 甲 丙 3）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的

11、距离是）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600 mm，双缝之间的距离是，双缝之间的距离是0.20 mm，单缝到双缝之间，单缝到双缝之间 的距离是的距离是100 mm，某同学在用测量头测量时，先将，某同学在用测量头测量时，先将 测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹 （记作第（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如图甲所条）的中心，这时手轮上的示数如图甲所 示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7 条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示.这两这两 次示数依次为次示数依次为 mm和和 mm，由此可以计，由此可以计 算出这次实验