2022-2023学年粤教版（2019）选择性必修第一册 4.5用双缝干涉实验测定光的波长 课件（28张PPT）

用双缝干涉实验测定光的波长光源双缝屏S1S2振动加强的地方出现亮条纹光的双缝干涉单缝获得一个线光源(若是激光，可不用单缝)将同一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光．形成亮纹的条件：振动减弱的地方出现暗条纹形成暗纹的条件：（k＝1，2…）光的双缝干涉

双缝屏

激光束d：双缝间距(μm级别)

l：双缝到屏的距离(cm)由于

d≪l，运用几何知识，得则相邻两个亮/暗条纹间距为：由于

θ

很小(近轴)

，得则亮纹到中心的距离：以亮纹为例：θθ∆r可见光的波长范围在400～760nm之间思考：新课引入新课引入螺旋测微器的精确度为0.01mm，远大于可见光的波长范围400～760nm如何测量单色光的波长？双缝干涉实验2.原理：1.得到干涉条纹；实验思路d：双缝间距

l：双缝到屏的距离∆x：相邻明/暗纹间距条纹间距∆xaa2a1测量∆x时，要测量n个亮纹(或暗纹)中心间的距离a，此时间距数为n-1双缝干涉仪（光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头）实验装置实验器材光具座：带有刻度尺的底座，上方安装光学元件实验器材光源：灯泡光源（最好为线状灯丝）实验器材透镜：使穿过单缝的光更加集中实验器材滤光片：装在单缝前，使光成为单色光实验器材单缝：获得线光源双缝：获得两个相干光源实验器材遮光筒：防止外界光干扰实验实验器材毛玻璃屏：在屏上观察干涉条纹测量头：类似于游标卡尺或螺旋测微器实验器材测量头：类似于游标卡尺或螺旋测微器测量时：使分划板中心刻线对准亮条纹的中央分划板中心刻线手轮刻度a2a1两个测量条纹间的距离a=a2－a1实验器材测量头：类似于游标卡尺或螺旋测微器测量头分两种，一种是用游标卡尺进行测量，一种是螺旋测微器进行测量，在移动测量头的过程中，十字线始终处于观察视野中的中心位置。实验步骤1、先将光源、遮光筒依次放于光具座上，如图所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。实验步骤2、将透镜、单缝和双缝依次安装在光具座上，使光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝相互平行，在遮光筒有光屏一端安装测量头，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。观察白光和单色光的干涉条纹1、调节拨杆的位置，使单双缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹。若干涉条纹不清晰，可继续调节长杆直至干涉条纹清晰明亮。此时，在屏上就会看到白光的双缝干涉图样。2、将红色(或绿色)滤光片套在单缝前面，通过目镜可看到单色光的双缝干涉条纹。观察白光和单色光的干涉条纹1、单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的单色条纹；2、白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧是对称的彩色条纹．且第一级亮条纹中，红色在最外侧。(1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短．(2)各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹．(3)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹．原理干涉图样实验步骤3、转动手轮，使分划板中心刻线对齐某条亮纹的中央，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2；并记下两次测量的条纹数n。4、查看说明书中，双缝到光屏的距离l以及双缝间距d。6、换用不同的滤光片重复上述步骤。5、代入波长计算公式，求出单色光的波长。实验结果绿光参考波长范围：492~577nm红光参考波长范围是：625~740nm绿光波长测量值517.86nm红光波长测量值657.14nm1.常见问题1）看不到图样或图样较暗；2）干涉条纹是斜的；3）条纹不清晰。原因：双缝不是竖直放置的。原因：单缝、双缝的放置方向不平行。原因：光源、透镜、遮光筒不共轴。2.注意事项1）测量头的中心线刻度要对应亮(或暗)纹的中心2）要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求∆x常见问题及注意事项习题讲解EDB习题讲解放置单缝、双缝时，必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当习题讲解无关AB习题讲解精确度为0.1mm，A位置主尺读数:11mm，游标尺读数:1×0.1mm＝0.1mm