2020版高考物理人教版复习课件：实验用双缝干涉测光的波长

实验19用双缝干涉测光的波长实验19用双缝干涉测光的波长-2-一、实验目的测定单色光的波长。二、实验原理相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ,双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l的关系式为Δx=λ,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。三、实验器材光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。-2-一、实验目的-3-四、实验步骤1.安装仪器。(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。(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。-3-四、实验步骤-4-2.观察与记录。(1)调单缝与双缝间距为5~10cm时,观察白光的干涉条纹。(2)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。(3)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n条相邻的明条纹中心对齐时,记下手轮上的刻度数a2,则相邻两条纹间的距离Δx=。(4)换用不同的滤光片,测量其他色光的波长。五、数据处理-4-2.观察与记录。-5-六、注意事项1.调节双缝干涉仪时,要注意调节光源的高度,使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。2.放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐,记清此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两个条纹间的距离。4.不要直接测Δx,要测几个条纹的间距,计算得Δx,这样可以减小误差。5.白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外边。-5-六、注意事项-6-典例(2018·福建新罗月考)(1)如图所示,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。

-6-典例(2018·福建新罗月考)(1)如图所示,在“用双-7-(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,读下手轮的读数如图甲所示为

mm,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,读下手轮的读数如图乙所示为

mm,则相邻两亮条纹的间距是

mm。

(4)如果已知量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm,则待测光的波长是

m。(结果保留3位有效数字)

-7-(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时-8-答案:(1)滤光片

单缝

双缝

增大双缝到光屏的距离

减小双缝间距离

(2)②

(3)0.045

14.545

1.61

(4)5.37×10-7解析:(1)首先需要获取单色光,所以在光源后面需要有滤光片,然后要获取线光源,后面需要有单缝,要进行双缝干涉实验,所以在单缝后面是双缝②滤光片

③单缝

④双缝(2)将灯泡换成激光光源,激光的单色性好,不需要滤光片。-8-答案:(1)滤光片单缝双缝增大双缝到光屏的距离-9--9--10-用双缝干涉测光的波长问题的解决方法(1)明确双缝干涉条纹间距公式Δx=λ中各物理量的意义,其中Δx是相邻两条亮条纹(或暗条纹)的中心间距,d是双缝之间的距离,l是双缝到屏的距离,λ为光的波长。(2)熟记求解相邻两条亮条纹(或暗条纹)间的距离的公式中各物理量的意义。a1是使分划板的中心刻线对齐某条亮纹的中央时记下的手轮上的读数,将该条纹记为第1条亮纹,a2是转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一条亮纹的中央时记下的手轮上的读数,并将该条纹记为第n条亮纹。思维点拨光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样。通过测量d、L、Δx由公式

就可计算出光的波长。-10-用双缝干涉测光的波长问题的解决方法思维点拨光源发出的-11-(4)将各物理量统一为国际单位代入求解。-11-(4)将各物理量统一为国际单位代入求解。-12-1.(2018·江西抚州期末)用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离的大小恰好是下图中游标卡尺的读数(如图1所示)d=

mm,双缝到毛玻璃屏间的距离L=75cm,实验时先移动测量头上的手轮,把分化线对准靠近最左边的一条明条纹(记为第1条明条纹),并记下螺旋测微器的读数X1=

mm。(如图2所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数X2=

mm。(如图3所示),由以上测量数据求得该单色光的波长为

nm。

-12-1.(2018·江西抚州期末)用某种单色光做双缝干涉-13--13--14-答案:0.25

0.299

14.700

800解析:游标卡尺的主尺读数为0

mm,游标读数为0.05×5=0.25

mm,所以最终读数为0.25

mm。螺旋测微器的固定刻度读数为0.0

mm,可动刻度读数为0.01×29.9=0.299

mm,所以最终读数为0.299

mm。螺旋测微器的固定刻度读数为14.5

mm,可动刻度读数为0.01×20.0=0.200

mm,所以最终读数为14.700

mm。-14-答案:0.250.29914.700800-15-2.(2018·北京海淀模拟)如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。然后,接通电源使光源正常工作。已知像屏与双缝屏间的距离L=700mm。-15-2.(2018·北京海淀模拟)如图甲所示,在“用双缝-16-(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游标尺)上有20分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示,则此示数为

mm;接着再转动手轮,使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐,测得A条纹到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ=

m(保留2位有效数字)。

(2)另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象很明显。若他对实验装置进行改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可能会实现这个效果的是

。

A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间B.仅将单缝与双缝间距增大少许C.仅将单缝与双缝的位置互换D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片-16-(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游标尺-17-答案:(1)0.25

4.8×10-7

(2)D-17-答案:(1)0.254.8×10-7(2)D-18-3.(2018·福建思明期中)如图甲,在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒,使它们的中心

,并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离L1,双缝与屏的距离L2,双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。问:

-18-3.(2018·福建思明期中)如图甲,在利用双缝干涉-19--19--20-(1)下列说法正确的是

;

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两缝,干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后,干涉现象消失(2)分划板的中心刻线分别对准第1条和第7条亮纹的中心时,手轮上的读数如图丙所示,则对准第1条时读数:X1=

mm,对准第7条时读数:X2=

mm;

(3)写出计算波长λ的表达式

。

-20-(1)下列说法正确的是;

-21--21--22--22-实验19用双缝干涉测光的波长实验19用双缝干涉测光的波长-24-一、实验目的测定单色光的波长。二、实验原理相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ,双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l的关系式为Δx=λ,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。三、实验器材光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。-2-一、实验目的-25-四、实验步骤1.安装仪器。(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。(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。-3-四、实验步骤-26-2.观察与记录。(1)调单缝与双缝间距为5~10cm时,观察白光的干涉条纹。(2)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。(3)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n条相邻的明条纹中心对齐时,记下手轮上的刻度数a2,则相邻两条纹间的距离Δx=。(4)换用不同的滤光片,测量其他色光的波长。五、数据处理-4-2.观察与记录。-27-六、注意事项1.调节双缝干涉仪时,要注意调节光源的高度,使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。2.放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐,记清此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两个条纹间的距离。4.不要直接测Δx,要测几个条纹的间距,计算得Δx,这样可以减小误差。5.白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外边。-5-六、注意事项-28-典例(2018·福建新罗月考)(1)如图所示,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。

-6-典例(2018·福建新罗月考)(1)如图所示,在“用双-29-(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,读下手轮的读数如图甲所示为

mm,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,读下手轮的读数如图乙所示为

mm,则相邻两亮条纹的间距是

mm。

(4)如果已知量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm,则待测光的波长是

m。(结果保留3位有效数字)

-7-(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时-30-答案:(1)滤光片

单缝

双缝

增大双缝到光屏的距离

减小双缝间距离

(2)②

(3)0.045

14.545

1.61

(4)5.37×10-7解析:(1)首先需要获取单色光,所以在光源后面需要有滤光片,然后要获取线光源,后面需要有单缝,要进行双缝干涉实验,所以在单缝后面是双缝②滤光片

③单缝

④双缝(2)将灯泡换成激光光源,激光的单色性好,不需要滤光片。-8-答案:(1)滤光片单缝双缝增大双缝到光屏的距离-31--9--32-用双缝干涉测光的波长问题的解决方法(1)明确双缝干涉条纹间距公式Δx=λ中各物理量的意义,其中Δx是相邻两条亮条纹(或暗条纹)的中心间距,d是双缝之间的距离,l是双缝到屏的距离,λ为光的波长。(2)熟记求解相邻两条亮条纹(或暗条纹)间的距离的公式中各物理量的意义。a1是使分划板的中心刻线对齐某条亮纹的中央时记下的手轮上的读数,将该条纹记为第1条亮纹,a2是转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一条亮纹的中央时记下的手轮上的读数,并将该条纹记为第n条亮纹。思维点拨光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样。通过测量d、L、Δx由公式

就可计算出光的波长。-10-用双缝干涉测光的波长问题的解决方法思维点拨光源发出的-33-(4)将各物理量统一为国际单位代入求解。-11-(4)将各物理量统一为国际单位代入求解。-34-1.(2018·江西抚州期末)用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离的大小恰好是下图中游标卡尺的读数(如图1所示)d=

mm,双缝到毛玻璃屏间的距离L=75cm,实验时先移动测量头上的手轮,把分化线对准靠近最左边的一条明条纹(记为第1条明条纹),并记下螺旋测微器的读数X1=

mm。(如图2所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数X2=

mm。(如图3所示),由以上测量数据求得该单色光的波长为

nm。

-12-1.(2018·江西抚州期末)用某种单色光做双缝干涉-35--13--36-答案:0.25

0.299

14.700

800解析:游标卡尺的主尺读数为0

mm,游标读数为0.05×5=0.25

mm,所以最终读数为0.25

mm。螺旋测微器的固定刻度读数为0.0

mm,可动刻度读数为0.01×29.9=0.299

mm,所以最终读数为0.299

mm。螺旋测微器的固定刻度读数为14.5

mm,可动刻度读数为0.01×20.0=0.200

mm,所以最终读数为14.700

mm。-14-答案:0.250.29914.700800-37-2.(2018·北京海淀模拟)如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。然后,接通电源使光源正常工作。已知像屏与双缝屏间的距离L=700mm。-15-2.(2018·北京海淀模拟)如图甲所示,在“用双缝-38-(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游标尺)上有20分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示,则此示数为

mm;接着再转动手轮,使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐,测得A条纹到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ=

m(保留2位有效数字)。

(2)另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象很明显。若他对实验装置进行改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可能会