高考物理 实验18用双缝干涉测光的波长课件 新人教版

●自主学习一、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足

.Δx＝lλ/d二、实验器材双缝干涉仪、米尺、测量头．三、实验步骤1．观察双缝干涉图样(1)如图所示．把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有

，另一端装有毛玻璃屏；(2)取下双缝，打开光源，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；双缝(3)放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm～10cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到白光的

；(4)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样．双缝干涉图样2．测定单色光的波长(1)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的

，转动测量头，使分划板中心刻线移动；记下移动的条纹数n和移动后手轮上的

，a1与a2之差即n条亮纹的间距．(2)用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(双缝间的距离d是已知的)．(3)重复测量、计算，求出波长的

．(4)换用不同滤光片，重复实验，测量其他单色光的波长．读数a_1读数a2平均值●深化拓展一、实验注意事项1．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．2．分划板上的刻度线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量结果的误差．3．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结合，否则影响测量结果．二、实验误差分析光波波长很小，Δx、l的测量对波长λ的影响很大，l用毫米刻度尺测量，Δx利用测量头上的游标卡尺测量；可测多条亮纹间距求Δx；采用多次测量求λ的平均值法减小误差．●针对训练利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：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双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是__________．解析：由条纹间距公式Δx＝λ，d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．将单缝向双缝移动一小段距离后，对条纹间距没有影响，故C错；滤光片的作用是为了得到单色光，去掉滤光片后，干涉条纹成为彩色条纹，故E错．答案：ABD【例1】(2009·四川三台中学检测)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，要把它们放在如图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．(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为C、__________、__________、__________、A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源的高度，使它发出的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(暗)纹间的距离．在操作步骤②时还应注意__________和__________．(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(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(乙)中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm.(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)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝是获取线光源，双缝是获得相干光源，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②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5cm～10cm.(3)手轮的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图(甲)读数为2.320mm，图(乙)读数为13.870mm，所以相邻条纹间距(4)由条纹间距公式Δx＝λ，得：λ＝，代入数值得：λ＝6.6×10－7m＝6.6×102nm.[答案]

(1)E、D、B(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行单缝、双缝间距离大约为5cm～10cm(3)13.8702.310(4)6.6×102

(2009·北京理综)在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上(如图1)，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，接通电源正常工作．(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示，图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2(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3(a)所示，此时图3(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.解析：本题考查双缝干涉测量波长实验的基本操作和计算，意在考查考生实验能力，包括掌握实验原理、会使用测量工具和处理实验数据等．由题图知，4