高考物理大一轮复习：实验用双缝干涉测光的波长课件.ppt

实验十六 用双缝干涉测光的波长,实验准备,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 相邻两条亮条纹的间距x 与入射光波长，双缝 S1、S2 的,图 S16-1,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)，学生电源、导线、刻度尺,实验过程 实验步骤,1观察干涉条纹,遮光筒,毛玻璃屏,(1)将光源、_、_依次安放在光具座上， 如图 S16-2 所示 图 S16-2,(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_到达,光屏,轴线,双缝,单缝,轴线,平行,(4) 安装_ 和_ ，中心大致位于遮光筒的 _上，使双缝与单缝的缝_，二者间距约 5,10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹,滤光片,毛玻璃屏,(5)在单缝和光源间放上_ (6)用刻度尺测量双缝到_的距离 L(d 是已知的) (7)重复测量,2测定单色光的波长 (1)安装测量头，调节至可清晰观察到_条纹 (2)使分划板_对齐某条亮条纹的中央，记下_ 的读数 a1，将该条纹记为第_条亮纹；转动手轮，使分 划板中心刻线移动至另一亮条纹的_，记下此时手轮上 的读数 a2，将该条纹记为第_条亮纹,干涉,中心刻线,手轮上,1,中央,n,数据处理 (1)条纹间距x_.观察单色光的干涉条纹,(2)波长_.,(3)计算多组数据，求的平均值,实验分析,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,【基础检测】 (多选)利用如图 S16-3 所示装置研究双缝干涉现象时，下列,说法正确的是(,),图 S16-3 A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽,C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 E.去掉滤光片后，干涉现象消失 答案：ABD,考点1,实验操作及实验现象分析,重点归纳 1.保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴. 2.保持单缝和双缝平行.,典例剖析,例 1：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 S16-4 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.,图 S16-4,(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，使光束能沿遮,光筒的轴线把屏照亮.,按合理的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.,用刻度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_.,解析：(1)滤光片 E 可以从白光中选出单色红光，单缝 D 是 获取线光源，双缝 B 是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏 A 上.所以排列顺序为：C、E、D、B、A. (2)在操作步骤时应注意的事项有：放置单缝、双缝时， 必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤 光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上.,答案：(1)E D,B,单缝和双缝间距离,(2)旋转单缝、双缝时，必须使缝平行 要适当,【考点练透】 1.(1)(多选)如图 S16-5 所示是“用双缝干涉测光波波长” 的实验设备示意图，图中是光源、是滤光片、是单缝、 是双缝、是光屏.下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间,距离的是(,),A.增大和之间的距离 B.增大和之间的距离,图 S16-5,C.将绿色滤光片改成红色滤光片 D.增大双缝之间的距离,(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时 可以去掉的部件是_(填数字代号). (3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第 1 条亮条 纹，读出手轮的读数如图 S16-6 甲所示.继续转动手轮，使分划 板中心刻线对准第 10 条亮条纹，读出手轮的读数如图乙所示. 则相邻两亮条纹的间距是_mm(计算结果保留 3 位有效 数字).,甲,乙,图 S16-6,(4)在(3)前提下，如果已经量得双缝的间距是 0.30 mm，双 缝和光屏之间的距离是 900 mm，则待测光的波长是_m. (计算结果保留 3 位有效数字),缝之间的距离无关，A 错误；增大和之间的距离即是增大 l，x 增大，B 正确；红光的波长大于绿光的波长，C 正确；增 大双缝之间的距离，x 减小，D 错误.,(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是、.,答案：(1)BC (2),(3)1.610 (4)5.37107,考点2,数据处理与误差分析,典例剖析 例 2：(2015 年新课标全国卷)在双缝干涉实验中，分别 用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光 的 干 涉 条 纹 间 距 x1 与 绿 光 的 干 涉 条 纹 间 距 x2 相 比 x1_x2(填“”“”或“”).若实验中红光的波长 为 630 nm，双缝到屏幕的距离为 1 m，测得第 1 条到第 6 条亮 条纹中心间的距离为 10.5 mm，则双缝之间的距离为_mm.,答案：,0.3,【考点练透】,2.用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离 d 的大小恰好是图中游标卡尺的读数，如图 S16-7 丁所示；双缝 到毛玻璃屏间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，如图丙 所示；实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划线 对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微 器的读数 x1(如图戊所示)，然