高中物理 选择性必修1 第四章 4 实验_用双缝干涉测量光的波长课件PPT

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4　实验:用双缝干涉测量光的波长1.会用双缝干涉测量光的波长,掌握用双缝干涉测光的波长的实验原理、操作过程、实验器材、注意事项等。2.掌握测量头的读数方法。1.实验装置如图所示。 2.光源发出的光经过①　滤光片    (装在单缝前)成为单色光,把单缝照亮。单缝相当于一个②　线光源    ,它又把③　双缝    照亮。双缝的作用是获得④　相干    光源。单缝和双缝放置时应使单缝与双缝相互⑤　平行    ,其中心大致位于遮光筒的⑥　轴线    上。3.来自双缝的光在双缝右边的空间发生⑦　干涉    。遮光筒的一端装有毛玻璃屏,在这个屏上观察⑧　干涉条纹    。4.根据双缝干涉中干涉条纹的间距和光的波长之间的关系,即⑨    Δx= λ    ,可以得到光的波长λ=⑩     Δx    。1.双缝间距离d为已知量。2.l的测量:双缝到屏的距离l可以用 　刻度尺    测出。3.Δx的测量:相邻两条亮条纹间的距离Δx需用 　测量头    测出。1.在双缝干涉实验中,双缝的作用是使白光变成单色光。 (    ✕　)提示:在双缝干涉实验中,双缝的作用是产生两列相干光波。2.在双缝干涉实验中,条纹间距与双缝间距无关。 (    ✕　)提示:在双缝干涉实验中,条纹间距与双缝间距有关,双缝间距越大,条纹间距越小。3.在双缝干涉实验中,用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹。 (    ✕　)提示:在双缝干涉实验中,用白光作为光源,屏上将呈现彩色条纹。4.用测量头测出n个亮条纹中心间的距离为a,则相邻两个亮条纹中心间的距离Δx= 。 (　√　)5.在双缝干涉实验中,中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的2倍。 (    ✕　)提示:在双缝干涉实验中,中央亮条纹宽度与两边亮条纹宽度相等。情境    托马斯·杨于1801年成功完成了光的干涉实验,即著名的杨氏双缝干涉实验,并首次证明了光是一种波。随后他在论文中以干涉原理为基础,建立了新的波动理论,并成功解释了牛顿环,精确测定了波长。在2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”,排名第一的为1961年物理学家利用杨氏双缝干涉实验装置进行电子干涉的实验。从辐射源辐射出的电子束经过两条靠近的狭缝后,在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹。问题1.光具座上为什么要在光源后面依次放置滤光片、单缝和双缝?提示:首先需要获取单色光,所以在光源后面放置滤光片;然后要获取线光源,故滤光片后面需要放置单缝;由于要获得相干光,所以在单缝后面放置双缝。2.若测定红光的波长,应选用什么色的滤光片?提示:红色。3.若测定光的波长,实验时需要测定哪些物理量?提示:根据双缝干涉条纹间距公式Δx= λ可得,需要测量的物理量有:双缝到屏的距离L、n条条纹间距a和双缝间的距离d。4.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距如何变化?提示:变大。 双缝干涉实验装置双缝干涉实验装置由各部分光学元件在光具座上组成,如图所示。实验前先取下双缝,打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮。然后放好单缝和双缝。注意使单缝与双缝相互平行,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上。 测量头的构造及使用如图甲所示,测量头由分划板、目镜、手轮等构成。转动手轮,分划板会左右移动。测量时,应使分划板的中心刻线对齐条纹的中心,如图乙,记下此时手轮上的读数。然后转动手轮,使分划板中心刻线移至另一条纹中央,记下此时手轮的读数。两次读数之差表示这两个条纹间的距离。 实验注意事项(1)放置单缝和双缝时,必须使两者相互平行,间距为5~10 cm。(2)要保持光源、滤光片、单缝、双缝和屏的中心位于遮光筒的轴线上。(3)分划板的中心刻线要对齐亮(或暗)条纹的中心。(4)要多测几个亮条纹(或暗条纹)中心间的距离,再求Δx。为减小测量误差,可测出n个亮条纹间的距离a,则相邻两亮条纹中心间距Δx= 。(5)调节的基本依据:照在屏上的光很弱,主要是光源、单缝、双缝、测量头的中心与遮光筒不共轴所致;干涉条纹不清晰一般是单缝与双缝不平行所致。