【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第2课时 实验十九 用双缝干涉测光的波长课件 人教大纲版

1、1理解双缝干涉理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器的原理，能安装和调试仪器2观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样3掌握用公式掌握用公式x 测波长的方法测波长的方法双缝干涉仪双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺第第2 2课时课时 实验十九实验十九 用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干

2、涉图样，图样中相邻两条亮(暗暗)纹间距纹间距x与双缝间距与双缝间距d、双缝到屏的距离、双缝到屏的距离l、单色光的波长、单色光的波长之间满足之间满足dx/l.附：测量头的构造及使用附：测量头的构造及使用如图如图1521甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板甲所示，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，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图1521乙，乙，记下此时手轮上的读数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，要测出实

3、际测量时，要测出n条明纹条明纹(暗纹暗纹)的宽度，设为的宽度，设为a，那么，那么 一、安装仪器一、安装仪器1将光源将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图1522所示所示2接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光调节各部件的高度，使光源灯丝接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏发出的光能沿轴线到达光屏3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二、观察与记录二、观察与记录4调单缝调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条

4、纹与双缝间距为几厘米时，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在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹6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a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两条纹间的距离，则相邻两条纹间的距离 7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

5、长三、数据处理三、数据处理8用刻度尺用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离测量出双缝到光屏间的距离l，由公式，由公式 x计算波长重复测量、计算波长重复测量、 计算，求出波长的平均值计算，求出波长的平均值1实验时应实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直 且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行若不共轴或单缝与双缝不平行且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行若不共轴或单缝与双缝不平行 则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量2分划板分划板上的刻线应与

6、干涉条纹的亮上的刻线应与干涉条纹的亮(暗暗)线平行，否则会增大测量结果的误差线平行，否则会增大测量结果的误差3双缝双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否 则影响测量结果则影响测量结果1使用测量头测量使用测量头测量a1、a2易出现误差这样造成了条纹间距易出现误差这样造成了条纹间距x的误差的误差2用刻度尺测量用刻度尺测量l时，也容易出现误差时，也容易出现误差. 【例【例1】如图如图1523所示，在所示，在“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放实验中，光具座上放置的光学元件依次为置的光学

7、元件依次为光源、光源、_、_、_、遮光筒、遮光筒、光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹暗纹)间的距离，可采取间的距离，可采取_或或_的方法的方法解析：解析：做该实验时用单色光，应特别注意，做该实验时用单色光，应特别注意，是滤光片，其他依次是单缝屏、双是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏由条纹间距公式缝屏、遮光筒和毛玻璃屏由条纹间距公式 可知，要增大相邻条纹间距，可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离答案：答案：滤光片滤光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光屏的距离减小两缝间

8、距离单缝屏双缝屏增大双缝屏到光屏的距离减小两缝间距离【例【例2】 现有毛玻璃屏现有毛玻璃屏A、双缝双缝B、白光光源白光光源C、单缝单缝D和透红光的滤光片和透红光的滤光片E等光等光学元件，要把它们放在图学元件，要把它们放在图1524所示的光具座上组装成双缝干涉装置所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用用以测量红光的波长以测量红光的波长(1)将白光光源将白光光源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学元件的字母排列顺序应为C、_、A.(2)本实验的步骤有：本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节

9、光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；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；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；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头用测量头(其读数方法同螺旋测微器其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离测量数条亮纹间的距离在操作步骤在操作步骤时还应注意时还应注意_.(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，此时条亮纹，此

10、时手轮上的示数如图手轮上的示数如图1525甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第第6条亮纹中心对齐，记下此时图条亮纹中心对齐，记下此时图1525乙中手轮上的示数乙中手轮上的示数_ mm，求得相，求得相邻亮纹的间距邻亮纹的间距x为为_ mm.(4)已知双缝间距已知双缝间距d为为2.0104 m，测得双缝到屏的距离，测得双缝到屏的距离l为为0.700 m，由计算式，由计算式_，求得所测红光波长为，求得所测红光波长为_ nm.解析：解析：(1)滤光片滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获是从白光中选出单色红光，单缝屏是获

11、取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列顺序为：得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列顺序为：C、E、D、B、A.(2)在操作步骤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、时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为双缝间距离大约为510 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上同一轴线上(3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为刻度，图乙读数为

12、13.870 mm，图甲读数为，图甲读数为2.320 mm，所以相邻条纹间距，所以相邻条纹间距x mm2.310 mm. (4)由条纹间距离公式由条纹间距离公式x 得：得： ，代入数值得：，代入数值得：6.6107 m6.6102 nm.答案：答案：(1)C、E、D、B、A(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为间距离大约为510 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上轴线上(3)13.8702.310(4) 6.6102 【例【例3】 在利用在利用双缝干涉测定光

13、波波长时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝双缝干涉测定光波波长时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行，当的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时(如图如图1526A所示所示)将此明纹将此明纹记为记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2、3

14、明明纹，最终与明纹纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和明纹和明纹6对齐时游标卡对齐时游标卡尺示数分别如图尺示数分别如图 1526中中B、C所示所示 (游标卡尺游标卡尺 为为10分度分度)，则图，则图B对应的读数为对应的读数为_m，图，图C对应的读数为对应的读数为_m用用刻度尺量得双缝到屏的距离为刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00 cm，由双缝上标示获知双缝间距为，由双缝上标示获知双缝间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为则发生干涉的光波波长为_m.在实验在实验中，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，中，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的