实验用双缝干涉测量光的波长课件 新人教版选修3 4课件

课堂互动探究当堂双基达标课前自主导学4实验：用双缝干涉测量光的波长课堂互动探究当堂双基达标课前自主导学4二、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺.二、实验器材三、实验原理1．相邻明纹(暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导如图13­4­1所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2.在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形．有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．三、实验原理实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件3．条纹间距Δx的测定3．条纹间距Δx的测定实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件一、实验过程1．按图13­4­3所示安装仪器．一、实验过程2．将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上．3．使光源发光，在光源和单缝之间加红(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)．2．将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上．4．加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.4．加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件三、误差分析本实验为测量性实验，因此应尽一切办法减少有关测量的误差．1．双缝到屏的距离l的测量误差因本实验中双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差．三、误差分析2．测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．(2)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．(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确．2．测条纹间距Δx带来的误差(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图)：(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中((1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A．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B．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(1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为________mm.(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_____【解析】

(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．(2)按读数规则，读出示数为：1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970mm.【答案】

(1)A

(2)1.970【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光

在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图13­4­5甲所示，并选用缝间距d＝0.2mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图13­4­5乙(a)所示，图13­4­5乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图13­4­5乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图13­4­5丙(a)所示，此时图13­4­5丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某【解析】

(1)由游标尺的读数规则可知：x2＝(15.0＋1×0.02)mm＝15.02mm；【答案】

(1)15.02

(2)2.31

6.6×102【解析】(1)由游标尺的读数规则可知：x2＝(15.0＋11．(2013·洛阳检测)双缝干涉实验中，观察到的某单色光的干涉图样是(

)A．中间宽、两边窄的条纹B．等宽度但不等间隔的条纹C．平行、等间距的条纹D．等间距但不平行的条纹1．(2013·洛阳检测)双缝干涉实验中，观察到的某单色光的【答案】

C【答案】C2．(2011·北京高考)如图13­4­6所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S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干涉图样，可以(

)A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光2．(2011·北京高考)如图13­4­6所示的双缝干涉实验【答案】

C【答案】C3．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于(

)A．光束的中央轴线与遮光筒不一致，相差较大B．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光太强3．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏【解析】

安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不能太暗，据上述分析可知选项A、C正确．【答案】

AC【解析】安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线4．用双缝干涉测光的波长实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯、B.单缝片、C.光屏、D.双缝片、E.滤光片．(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：______________________________________________.(2)正确调节后，在屏上观察到红色的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a________b(填“大于”“等于”或“小于”)．【答案】

(1)AEBDC

(2)大于4．用双缝干涉测光的波长实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件5．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75.0cm，如图13­4­7甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1＝________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝__________mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________mm.5．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件【答案】

0.3

9.5

6.1×10－4【答案】0.39.56.1×10－46．(2013·临沂高二检测)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，要把它们放在图13­4­8所示的光具座上组成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(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.6．(2013·临沂高二检测)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光(2)本实验的步骤有：①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；②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；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹问的距离．在操作步骤②时还注意单缝、双缝应_____且_______．(2)本实验的步骤有：(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1条亮纹，此时手轮上的示数如图13­4­9甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图图13­4­9乙中手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx＝________mm.(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(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.【解析】

(1)由左至右依次放置白色光源C、滤光片E、单缝D、双缝B、毛玻璃屏A.(2)单缝、双缝应相互平行并跟遮光筒轴线垂直．(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件课堂互动探究当堂双基达标课前自主导学4实验：用双缝干涉测量光的波长课堂互动探究当堂双基达标课前自主导学4二、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺.二、实验器材三、实验原理1．相邻明纹(暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导如图13­4­1所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2.在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形．有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．三、实验原理实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件3．条纹间距Δx的测定3．条纹间距Δx的测定实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件一、实验过程1．按图13­4­3所示安装仪器．一、实验过程2．将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上．3．使光源发光，在光源和单缝之间加红(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)．2．将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上．4．加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.4．加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件三、误差分析本实验为测量性实验，因此应尽一切办法减少有关测量的误差．1．双缝到屏的距离l的测量误差因本实验中双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差．三、误差分析2．测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．(2)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．(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确．2．测条纹间距Δx带来的误差(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图)：(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中((1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A．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B．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(1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为________mm.(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_____【解析】

(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．(2)按读数规则，读出示数为：1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970mm.【答案】

(1)A

(2)1.970【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光

在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图13­4­5甲所示，并选用缝间距d＝0.2mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要实验用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选修34课件(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图13­4­5乙(a)所示，图13­4­5乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图13­4­5乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图13­4­5丙(a)所示，此时图13­4­5丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某【解析】

(1)由游标尺的读数规则可知：x2＝(15.0＋1×0.02)mm＝15.02mm；【答案】

(1)15.02

(2)2.31

6.6×102【解析】(1)由游标尺的读数规则可知：x2＝(15.0＋11．(2013·洛阳检测)双缝干涉实验中，观察到的某单色光的干涉图样是(

)A．中间宽、两边窄的条纹B．等宽度但不等间隔的条纹C．平行、等间距的条纹D．等间距但不平行的条纹1．(2013·洛阳检测)双缝干涉实验中，观察到的某单色光的【答案】

C【答案】C2．(2011·北京高考)如图13­4­6所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S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干涉图样，可以(

)A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光2．(2011·北京高考)如图13­4­6所示的双缝干涉实验【答案】

C【答案】C3．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于(

)A．光束的中央轴线与遮光筒不一致，相差较大B．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光太强3．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏【解析】

安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不能太暗，据上述分析可知选项A、C正确．【答案】

AC【解析】安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线4．用双缝干涉测光的波长实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯、B.单缝片、C.光屏、D.双缝片、E.滤光片．(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：______________________________________________.(2)正确调节后，在屏上观察到红色的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a________b(填“大于”“等于”或“小于”)．【答案】

(1)AEBDC

(2)大于4．用双缝干涉测光的波长实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件5．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75.0cm，如图13­4­7甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1＝________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝__________mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________mm.5．用某