物理选择性必修 第一册第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长教学ppt课件

这是一份物理选择性必修 第一册第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长教学ppt课件，共18页。PPT课件主要包含了课前预习，重难突破，课堂检测，ABC等内容，欢迎下载使用。

一、实验目的1.用双缝干涉实验装置测量光的波长。2.学习测量微小距离的方法。二、实验原理
四、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、毛玻璃光屏依次安放在光具座上,如图所示。
(2)接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。
三、实验器材双缝干涉仪(包括:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃光屏等)、测量头(包括:分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。
(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,两者间距5~10 cm,这时可观察白光的干涉条纹及图样的特点。(5)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。看条纹色彩、间距的变化、相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等。
2.测量单色光的波长(1)安装测量头,调节至清晰观察到干涉条纹。(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数a1,将该条纹记为第1条亮纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2,将该条纹记为第n条亮纹,则相邻两亮条纹间距
六、误差分析1.光波的波长很小,Δy、l的测量对波长λ的影响很大。2.在测量l时,一般用毫米刻度尺;而测Δy时,用千分尺且采用“累积法”。3.多次测量求平均值。
七、注意事项1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘,应用擦镜纸轻轻擦去。3.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直,间距大约5~10 cm。4.调节的基本依据:照在像屏上的光很弱。主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致。干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。5.测量头在使用时,应使中心刻度线对应着亮(暗)条纹的中心。6.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近。
例题1在用双缝干涉测光的波长实验中(实验装置如图):
(1)下列说法错误的是　　　　。(填选项前的字母) A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
一、对实验装置及原理的考查
C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条
(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为　　　　 mm。 
例题2在用双缝干涉测光的波长实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲所示),并选用缝间距d=0.20 mm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=700 mm。然后,接通电源使光源正常工作。
一、实验数据处理和误差分析
(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乙(a)所示,图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标尺上的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(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。 
答案 (1)15.02　(2)2.31　6.6×102
1.(多选)某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于(　　)A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强解析 光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,单、双缝不平行都可能造成看不到干涉图样。选项A、C正确。答案 AC
2.(多选)某同学按实验装置安装好仪器后,观察光的干涉现象,获得成功。若他在此基础上对仪器的安装有如下改动,则仍能使实验成功的是(　　)A.将遮光筒的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动C.将单缝向双缝移动少许,其他不动D.将单缝与双缝的位置互换,其他不动
解析 干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果,双缝后面的区域处处存在光,所以移动光屏或改变单缝与双缝间距,条纹仍然形成,故A、C正确;将滤光片移至单缝和双缝之间,照到双缝上的光仍是振动情况完全一样的光源,故B正确;将单缝与双缝的位置互换,失去了产生干涉的条件,故D错误。
3.双缝干涉测光的波长的实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝间的距离l1=100 mm,双缝与屏的距离l2=700 mm,双缝间距d=0.25 mm。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。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4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4条时读数x2=　　　　 mm。 (2)写出计算波长λ的表达式,λ=　　　　(用符号表示),λ=　　　　 m。 
解析 (1)读数x1=2 mm+0.01×19.0 mm=2.190 mm,x2=7.5 mm+0.01×37.0 mm=7.870 mm。