新课标高考物理一轮总复习实验十五用双缝干涉测光波长张实用教案

1、会计学1新课标高考物理一轮总复习新课标高考物理一轮总复习(fx)实验十实验十五用双缝干涉测光波长张五用双缝干涉测光波长张第一页，共32页。三、实验器材三、实验器材双缝干涉仪双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学，另外还有学生电源、导线、刻度尺。生电源、导线、刻度尺。四、实验步骤四、实验步骤1观察观察(gunch)干涉条纹干涉条纹(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。如图实上。如图实152所示。所示。图实图实152第1页/共32页

2、第二页，共32页。(2)接好光源，打开开关接好光源，打开开关(kigun)，使灯丝正常发光。，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调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏。屏。(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约双缝与单缝的缝平行，二者间距约510 cm，这时，可观察白，这时，可观察白光的干涉条纹。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。第2页/共32页第三页，共32页。2测定单色光的波长测

3、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安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹(tio wn)。(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹使分划板中心刻线对齐某条亮条纹(tio wn)的中的中央，记下手轮上的读数央，记下手轮上的读数a1，将该条纹，将该条纹(tio wn)记为第记为第1条亮条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹(tio wn)的中央，记下此时手轮上的读数的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹，将该条纹(tio wn)记为第记为第n条亮纹。条亮纹。(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离用刻度尺测量双缝到光屏的距

4、离l(d是已知的是已知的)。(4)重复测量。重复测量。第3页/共32页第四页，共32页。(3)计算计算(j sun)多组数据，求多组数据，求的平均值。的平均值。六、注意事项六、注意事项(1)双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养。注意保养。(2)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当。距适当。第4页/共32页第五页，共32页。(3)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。光源灯丝最好为线

5、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，测照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量量(cling)头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是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。单缝与双缝不平行所致，故应正确调节。七、误差分析七、误差分析(1)双缝到屏的距离双缝到屏的距离l的测量的测量(cling)存在误差。存在误差。(2)测条纹间距测条纹间距x带来的误差：带来的误差：干涉条纹没有调整到最清晰的程度。干涉条纹没有调整到最清晰的程度。误认为误认为x为亮为亮(暗暗)条纹的宽度。条纹的宽度。分划

6、板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条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。纹中心。测量测量(cling)多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距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。中的条纹数未数清。第5页/共32页第六页，共32页。实验原理实验原理(yunl)与操作与操作例例1(2013太原模拟太原模拟(mn)(1)如图实如图实153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，光具座上实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、放置的光学元件依次为光源、_、_、_、遮光筒、光屏。对于某、遮光筒、光屏。对于某种单色光，为增加

7、相邻亮纹种单色光，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。图实图实153第6页/共32页第七页，共32页。(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完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成，这时可以去掉的部件是_(填数字填数字(shz)代号代号)。(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读下手轮的读数如图实条亮条纹，读下手轮的读数如图实154甲所示。继甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读条亮条纹，读下手轮的读

8、数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是下手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是_mm。第7页/共32页第八页，共32页。图实图实154(4)如果已经量得双缝的间距是如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏、双缝和光屏之间的距离之间的距离(jl)是是900 mm，则待测光的波长是，则待测光的波长是_m。(取三位有效数字取三位有效数字)第8页/共32页第九页，共32页。 (2)由于激光是相干光源，故可以由于激光是相干光源，故可以(ky)去掉的部件是、去掉的部件是、。 第9页/共32页第十页，共32页。第10页/共32页第十一页，共32页。答案答案(d n)(1)滤光片单缝双缝滤光片单

9、缝双缝增加双缝到光屏间的距离增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离减小双缝之间的距离(2)(3)1.610(4)5.37107第11页/共32页第十二页，共32页。题组演练题组演练1如图实如图实155所示的双缝干涉实验，用绿光照射单所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝缝S时，在光屏时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以干涉图样，可以(ky) ()A增大增大S1与与S2的间距的间距B减小双缝屏到光屏的距离减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换为红光将绿光换为红光 D将绿光换为紫光将绿光换为紫

10、光图实图实155第12页/共32页第十三页，共32页。答案答案(d n)：C第13页/共32页第十四页，共32页。2(2012福建高考福建高考(o ko)在在“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”实验中实验中(实实验装置如图实验装置如图实156)：图实图实156(1)下列说法哪一个是错误的下列说法哪一个是错误的_。(填选项填选项前的字母前的字母(zm)A调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝，应放上单缝和双缝B测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐中心刻

11、线与该亮纹的中心对齐第14页/共32页第十五页，共32页。(2)测量测量(cling)某亮纹位置时，手轮上的示数如图实某亮纹位置时，手轮上的示数如图实157，其示数为，其示数为_mm。图实图实157第15页/共32页第十六页，共32页。解析解析(ji x)：(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，无需放上单缝和双缝，选项在屏中心时，无需放上单缝和双缝，选项A错误。错误。(2)主尺的示数为主尺的示数为1.5 mm，可动尺的示数为，可动尺的示数为47.00.01 mm0.470 mm，总的示数为，总的示数为(1.50.470)mm1.970 mm答案：答案

12、：(1)A(2)1.970第16页/共32页第十七页，共32页。数据处理与误差数据处理与误差(wch)分析分析例例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等光学元件，要把它们等光学元件，要把它们(t men)放在如图放在如图实实158所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红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。光的波长。图实图实158第17页/共32页第十八页，共32页。 (1)本实验的实验步骤有：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，使光束能取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束

13、能直接沿遮光筒轴线把屏照亮直接沿遮光筒轴线把屏照亮(zho lin)；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元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；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)测量数条亮纹测量数条亮纹间的距离。间的距离。在操作步骤时还应注意在操作步骤时还应注意_和和_。第18页/共32页第十九页，共32页。(2)将测量头的分划板中心将测量头的分划板中心(zhngxn)刻线与某亮纹刻线与某亮纹中心中心(zhngxn)对齐，将该亮纹定为第对齐，将

14、该亮纹定为第1条亮纹，此时手条亮纹，此时手轮上的示数如图实轮上的示数如图实159甲所示，然后同方向转动测甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心量头，使分划板中心(zhngxn)刻线与第刻线与第6条亮纹中心条亮纹中心(zhngxn)对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距，求得相邻亮纹的间距x为为_mm。图实图实159第19页/共32页第二十页，共32页。(3)已知双缝间距已知双缝间距(jin j)d为为2.0104 m，测得，测得双缝到屏的距离双缝到屏的距离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

15、红光波长为_nm。解析解析(1)单缝与双缝的间距单缝与双缝的间距(jin j)为为510 cm，使单缝与双缝相互平行。，使单缝与双缝相互平行。第20页/共32页第二十一页，共32页。第21页/共32页第二十二页，共32页。题组演练题组演练3如图实如图实1510所示，在杨氏所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长双缝干涉实验中，激光的波长为为5.30107 m，屏上，屏上P点距双点距双缝缝S1和和S2的路程差为的路程差为7.95107 m，则在这里出现的应是则在这里出现的应是_(选填选填“明条纹明条纹(tio wn)”或或“暗条纹暗条纹(tio wn)”)。现改用波长为。现改用波长为6.30107

16、 m的激光进行上述实验，的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹保持其他条件不变，则屏上的条纹(tio wn)间距将间距将_(选填选填“变宽变宽”“变窄变窄”或或“不变不变”)。图实图实1510第22页/共32页第二十三页，共32页。答案答案(d n)：暗条纹变宽：暗条纹变宽第23页/共32页第二十四页，共32页。4用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图实的大小恰好是图实1511中游标卡尺的读数，如图丁中游标卡尺的读数，如图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫

17、米刻度尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头(如图甲如图甲)上的上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所如图乙所示示)，并记下螺旋测微器的读数，并记下螺旋测微器的读数x1(如图戊所示如图戊所示)，然后转，然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记条亮条纹并记下螺旋测微器的读数下螺旋测微器的读数x2(如图己所示如图己所示)，由以上测量数据，由以上测量数据(shj)求该单色光的波长。求该单色光的波长。第24页/共32页第二十五页，共32页。图实图实1511第

18、25页/共32页第二十六页，共32页。答案答案(d n)：8107 m第26页/共32页第二十七页，共32页。5用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源(gungyun)效果更好，图像更清晰。如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在效果更好，图像更清晰。如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是看到光强的分布情况。下列说法正确的是()图实图实1512第27页/共32页第二十八页，共32页。A当做单缝实验时，光强分布图如乙所示当做单缝实验时，光强分布图如乙所示B当做单缝实验时，光强分布图如丙所示当做单缝实验时，光强分布图如丙所示C当做双缝实验时，光强分布图如乙所示当做双缝实验时，光强分布图如乙所示D当做双缝实验时，光强分布图如丙所示当做双缝实验时，光强分布图如丙所示解析：当做单缝实验时，中间是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降解析：当做单缝实验时，中间是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的宽度不等，所以其光强分布图如图乙所