高考物理總復(fù)習(xí) 實驗三 用雙縫干涉測量光的波長課件 新人教版選修34

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1、實驗三實驗三用雙縫干涉測量光的用雙縫干涉測量光的波長波長知識要點歸納知識要點歸納實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康挠^察白光、單色光的干涉圖樣，測觀察白光、單色光的干涉圖樣，測定單色光的波長定單色光的波長實驗原理實驗原理單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗暗)紋間距紋間距x與雙縫間距與雙縫間距d、雙縫到屏的、雙縫到屏的距離距離l、單色光的波長、單色光的波長之間滿足之間滿足dx/l.實驗器材實驗器材雙縫干涉儀雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏

2、、測量頭組成頭組成)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等測量頭使用方法測量頭使用方法1結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成如圖構(gòu)成如圖241所示所示圖圖2412用途：測兩條相鄰明用途：測兩條相鄰明(暗暗)條紋間條紋間的距離的距離x.3使用方法：轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會使用方法：轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會左、右移動測量時，應(yīng)使分劃板中左、右移動測量時，應(yīng)使分劃板中心刻線對齊條紋的中心心刻線對齊條紋的中心(如圖如圖242所示所示)，記下此時手輪上的讀數(shù)，記下此時手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻線對齊另一條相鄰的當(dāng)

3、分劃板中心刻線對齊另一條相鄰的條紋中心時條紋中心時,記下手輪上的刻度數(shù)記下手輪上的刻度數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是這兩條條紋間的距兩次讀數(shù)之差就是這兩條條紋間的距離，即離，即xa1a2.圖圖242實驗步驟實驗步驟1觀察干涉條紋觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如圖放在光具座上如圖243所示所示圖圖243過程分析導(dǎo)引過程分析導(dǎo)引(2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光常發(fā)光(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿軸線到達光屏的光能沿軸線到達光屏(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于安裝雙縫和

4、單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約平行，二者間距約5 cm10 cm，這時，可觀察白光的干涉條紋這時，可觀察白光的干涉條紋(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋察單色光的干涉條紋2測定單色光的波長測定單色光的波長(1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋到干涉條紋(2)使分劃板中心刻線對齊某條亮條使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動手輪，條亮紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻

5、線移動至另一亮條紋使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第將該條紋記為第n條亮紋條亮紋(3)用刻度尺測量雙縫到光屏的距離用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的是已知的)(4)改變雙縫間的距離改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的，雙縫到屏的距離距離l，重復(fù)測量，重復(fù)測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理誤差分析誤差分析1雙縫到屏的距離雙縫到屏的距離l的測量存在誤差的測量存在誤差2測條紋間距測條紋間距x帶來的誤差帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度(2)誤認為誤認為x為亮為亮(暗暗)條紋的寬度條紋的寬度(3)分

6、劃板刻線與干涉條紋不平行，分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心中心刻線沒有恰好位于條紋中心(4)測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清不準確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清注意事項注意事項1雙縫干涉儀是比較精密的儀器，雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)2安裝時安裝時,注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)適當(dāng)3光源燈絲最好為線狀燈絲，并與光源燈絲最好為線狀燈絲，

7、并與單縫平行且靠近單縫平行且靠近4調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸所致，雙縫，測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)實驗典例探究實驗典例探究實驗操作、實驗原理和實驗操作、實驗原理和數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理例例1 現(xiàn)有毛玻璃屏現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫、雙縫B、白、白光光源光光源C、單縫、單縫D和透紅光的濾光片和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖等光學(xué)元件，要把它們放在如圖244所示的

8、光具座上組裝成雙縫干所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長涉裝置，用以測量紅光的波長圖圖244(1)將白光光源將白光光源C放在光具座最左端，放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、_、_、A.(2)本實驗的實驗步驟如下：本實驗的實驗步驟如下：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光

9、筒元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微其讀數(shù)方法同螺旋測微器器)測量數(shù)條亮紋間的距離在操作測量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟步驟時還應(yīng)注意時還應(yīng)注意_和和_(3)若測得雙縫間距為若測得雙縫間距為3.0 mm，雙縫，雙縫與屏之間的距離為與屏之間的距離為0.70 m，通過測，通過測量頭量頭(與螺旋測微器原理相似，手輪與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動一周，分劃板前進或后退轉(zhuǎn)動一周，分劃板前進或后退0.500 mm)觀察到第觀察到第1條亮紋的位置如圖條亮紋的位置如圖245(a)所示，所示，觀察第觀察第5

10、條亮紋的位置如圖條亮紋的位置如圖(b)所所示則可求出紅光的波長示則可求出紅光的波長_m(保留一位有效數(shù)字保留一位有效數(shù)字)圖圖245【解析解析】(1)雙縫干涉儀各組成部雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序為：光源、分在光具座上的正確排序為：光源、濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應(yīng)填濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應(yīng)填E、D、B.(2)安裝光學(xué)元件時，應(yīng)注意單縫與安裝光學(xué)元件時，應(yīng)注意單縫與雙縫間的距離為雙縫間的距離為5 cm10 cm，同，同時使單縫與雙縫相互平行時使單縫與雙縫相互平行【答案答案】(1)EDB(2)單縫與雙縫的間距為單縫與雙縫的間距為5 cm10 cm使單縫與雙縫相互平行使單縫與雙縫相互平行(3)7107知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放