福建省2013届新课标高考物理一轮总复习：第12章第5课时 实验：用双缝干涉测光的课件

光学相对论简介5实验：用双缝干涉测光的波长第十二章1.实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件.(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样.(3)测定单色光的波长.2.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.(2)根据λ=

可以计算出单色光的波长，公式中d为双缝间距离，Δx为相邻两条亮纹间的距离，L为双缝屏到像屏之间的距离，实验中d一般是已知的，所以测出L、Δx即可测出光的波长.3.实验器材双缝干涉仪：包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、光具座、测量头及刻度尺等.4.实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将实验所需的器材按顺序安装在光具座上.②把直径约10cm，长约1m的遮光筒水平放在光具座上；筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏.(装置如图12-5-2)图12-5-2③取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使光线能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.④放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm~10cm，并使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上.⑤通过测量头观察屏上出现的白光的干涉图样.⑥在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉图样.③转动手轮，使分划板中心刻线对准另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，即为条纹n的位置，两次读数之差为这两条条纹间的距离a.④相邻亮纹间距Δx=

代入λ=

(其中d在双缝上已标出)即可求得光波波长.⑤换用不同滤光片，重复实验测量其他单色光的波长.5.注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行，间距大约5cm~10cm.(2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上.(3)测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心.(4)要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx.(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所致，干涉条纹不清晰一般是单缝与双缝不平行所致.(1)把以上元件安装在光具座(如图12-5-4所示)上，正确的排列顺序是：图12-5-4(2)正确调节后，测得各器材间的距离l1=0.01m,l2=0.01m,l3=0.8m,双缝间的距离d=0.3mm.通过测量头(与螺旋测微器原理相似，转动手轮一周，分划板前进或后退0.500mm)，观察标记为第1条亮条纹的位置如图12-5-5(a)所示，观察标记为第5条亮条纹的位置如图12-5-5(b)所示,则相邻两条亮条纹的间距Δx=

mm，由上述数值可求得此单色光的波长为

m.图12-5-5变式训练1:如图12-5-6所示，在用双缝干涉测光的波长实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②

、③

、④

、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取

或

的方法.图12-5-6

解析：用双缝干涉测光的波长的实验，是利用光的双缝干涉现象产生的条纹，通过测量条纹的宽度进行波长的测量，条纹宽度d与其他因素的关系为Dx=l，L为双缝到屏的距离，d为双缝间距离，l为光的波长．

由此可见，各空的答案为：滤光片；单缝；双缝；减小双缝间距离；增大双缝到屏的距离．利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5mm,双缝到光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图12-5-7(a)所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图12-5-7(b)所示，则计算单色光的波长公式为

,单色光的波长为

.在利用双缝干涉测定光的波长实验中,分划板上的刻度可以确定相邻条纹的间距的大小,可以从游标尺的刻度的读数获得条纹间距,再求出波长.(1)由光的双缝干涉的理论可以知道,计算单色光的波长公式为λ=dΔx/L,可见,波长与双缝间距、双缝与光屏间距离及条纹间距有关.(2)由A位置和B位置的读数可知,条纹间距为Δx=×10-3m=×10-4mλ==m=6.43×10-7m本题解答的关键是条纹间距的确定,要注意A和B之间共有7个条纹间距.

变式训练2：用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列正确的说法是()