物理选择性必修 第一册科学测量:用双缝干涉测光的波长图文ppt课件

这是一份物理选择性必修 第一册科学测量:用双缝干涉测光的波长图文ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了光具座，滤光片，测量头，实验原理与设计，毫米刻度尺，37×10－7，6×10－7，课时对点练，基础对点练，能力综合练等内容，欢迎下载使用。
1.了解实验装置，知道实验原理。2.会用测量头测量亮条纹的间距(重点)。3.经历实验过程，能分析双缝干涉条纹的信息，测得光的波长(难点)。
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 距离的方法。二、实验器材 (毫米刻度尺)、双缝干涉仪[由光源、 、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、 (如图)组成]、学生电源。
四、实验步骤1.如图所示，在光具座上把各光学元件装配好。调节各光学元件中心共轴。
2.先观察光屏上的白光干涉条纹的特点，再给光源加上不同的滤光片，观察条纹的变化。3.记下双缝间的距离d，测量并记录双缝到光屏的距离l。4.转动手轮，先使分划板中心刻线对准某条亮(或暗)条纹中心，如图所示，记下此时的读数。继续转动手轮，使分划板中心刻线移过n条条纹，对齐另一亮条纹(或暗条纹)中心，再记下此时的读数。转动手轮进行测量时，一次测量中不要反向旋转。
五、数据记录和处理把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δy。求出光的波长。
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第n条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，则相邻两亮条纹间距Δy为多少？
2.若照在像屏上的光很弱或干涉条纹不够清晰，主要原因是什么？应如何调节？
答案　照在像屏上的光很弱，主要原因是光源与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致。干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。应调节各光学元件的中心共轴；调节单缝和双缝平行。
六、误差分析1.测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用 ，进行多次测量求平均值的办法减小误差。2.测条纹间距Δy带来的误差。(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确。
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.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。3.测量头在使用时应使中心刻度线对应着亮(暗)条纹的中心。4.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。
　(2023·海南琼中附中高二月考)(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取__________________________的方法(写一种方法即可)；
增大双缝到光屏间的距离
根据双缝干涉实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝；
(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________ mm；
图甲手轮的读数为x1＝0＋4.5×0.01 mm＝0.045 mm，图乙手轮的读数为x2＝14.5 mm＋3.5×0.01 mm＝14.535 mm，
(3)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是_____________ m(取三位有效数字)。
　 某同学在做“用双缝干涉测光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图甲中的A)，测量头上的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时(如图丙中的B)，测量头上的示数如图丁所示。已知双缝间距d＝0.5 mm，双缝到屏的距离l＝1 m，则：
(1)图乙中游标卡尺的示数为________ cm。(2)图丁中游标卡尺的示数为________ cm。(3)所测光波的波长为____________ m(保留两位有效数字)。
　有位同学做双缝干涉实验时，通过测量头观察到如图所示清晰的干涉图样，出现这种现象的原因是A.单缝和双缝没有调平行B.光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻 璃屏没有调共轴C.光源过于右偏，应调节光源，使它适当左移D.测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移
由图中干涉图样可知，干涉条纹清晰，亮度正常，干涉条纹偏左，出现这种现象的原因是测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移，故选D。
1.(2023·无锡市高二期末)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列说法正确的是A.滤光片应置于双缝和测量头之间B.拨杆的作用是调节单缝的宽度C.实验中将6个条纹间距误数成7个， 则波长测量值将偏小D.如图乙，若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，可通过 旋转双缝进行调整
滤光片的作用是将复色光变为单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光，因此滤光片应该放在单缝之前，故A错误；调节拨杆只能调整单缝的角度，使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样，故B错误；
旋转测量头，分划板竖线随之旋转，可使分划板竖线与亮条纹对齐，故D错误。
2.(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图)，下列说法正确的是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.测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心 对齐C.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻 两条亮条纹间距Δx＝D.某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方 法是改用蓝光作为入射光
调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B正确；
3.实验中需测定的相邻条纹间距Δy指图中的____。
干涉条纹的中心间距是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和，等于两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离，故题图C、E是正确的。
4.(2024·福州市高二期末)“用双缝干涉实验测量光的波长”实验装置如图甲所示
(1)某次测量中，分划板中心刻线对齐某一条亮纹的中心时，游标卡尺的游标尺位置如图乙所示，该读数为________ mm；
读数为13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm。
(2)下列说法中正确的是_____；A.去掉滤光片后，光屏上的干涉条纹消失B.去掉单缝后，光屏上仍然呈现清晰的干涉条纹C.实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上得到清晰的干涉 条纹
若去掉滤光片，能观察到干涉图样，只不过是各色光重叠产生的彩色条纹，故A错误；双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定，撤去单缝屏，不能获取相干光源，所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了，故B错误；实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上得到清晰的干涉条纹，故C正确。
(3)若双缝间距为d，测出双缝与光屏间的距离L及n条亮纹中心间的距离为x，则计算该单色光波长的表达式为λ＝___________(用题中所给字母表示)。
5.(2023·白城市高二月考)某同学利用双缝干涉实验测量光的波长，实验装置如图所示，操作如下：a.接好电源，打开开关，使光源正常发光；b.调整各器件高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏；c.调节光源到凸透镜的距离，使其光线刚好被聚焦到单缝上；d.调节拨杆，使单缝与双缝平行；e.调整测量头(由分划板、目镜、手轮等构成)，直至可在目镜端观察到干涉条纹；f.旋转手轮完成测量。
(1)经过以上细心调节，该同学通过目镜观察，发现可以在毛玻璃上观察到彩色条纹，但无法观察到等间距的单色条纹，为了解决这一问题，该同学可在凸透镜和单缝之间增加________(填“偏振片”或“滤光片”)。
要观察到等间距的单色条纹，需要用单色光做实验，因此该同学可在凸透镜和单缝之间增加滤光片。
(2)做出适当调整后，该同学再次重复前面操作，终于在毛玻璃上看到了清晰的明暗相间的单色条纹，只不过发现里面的亮条纹与分划板刻线不平行，如图所示，若要使两者平行对齐，该同学应_____。A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头
旋转测量头，分划板的竖线随之旋转，可使分划板的竖线与亮条纹平行，故选D。
(3)再次调节之后，测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，然后同方向转动测盘头，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。
由题图乙可知，手轮上的示数为13.5 mm＋0.01×37.0 mm＝13.870 mm。
(4)已知双缝间距d为2.1×10－4 m，测得双缝到屏的距离L为0.700 m，求得所测光的波长为________ nm。
6.(2023·漳州市高二期中)某同学利用图示装置测量某绿色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：(1)若想减小条纹间距，该同学可____。A.将屏向靠近双缝的方向移动B.使用间距更小的双缝C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更大的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条明条纹到第n条明条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________。