高中人教版 (2019)实验：用双缝干涉测量光的波长教学课件ppt

这是一份高中人教版 (2019)实验：用双缝干涉测量光的波长教学课件ppt，共33页。PPT课件主要包含了出现亮条纹的条件，公式应用等内容，欢迎下载使用。
（相邻条纹的中心间距）
相邻两个亮条纹的中心间距与什么因素有关呢？
据公式 ，只要测出相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx，双缝间距d，挡板到屏的距离l，代入公式 ，就能计算出某单色光的波长。
实验:用双缝干涉测量光的波长
器材介绍：双缝干涉仪如下图所示.
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,测量时应使分划板中心刻线对齐某条亮条纹中心,记下此时手轮上的读数a1,转动手轮,使分划板中心刻线移至另一条亮条纹中央,记下此时手轮的读数a2;并记下两次测量的亮(或暗)条纹数n.则相邻两条亮(或暗)条纹间距
五、注意事项1．放置单缝和双缝时，必须使缝平行．2．要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上3．测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心．4．要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx.5．调节的基本依据是：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所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行．
六、误差分析1．(1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差．(2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差．2．测条纹间距Δx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．
典例分析一：实验仪器的选择与使用例1:用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件:A.白炽灯 B.单缝片 C.光屏 D.双缝 E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)
(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A________(A已写好).(2)正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,用测量头测出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有_____大于_____.
典例分析二：实验过程和数据处理例2:在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如下图所示.双缝间的距离d=3 mm.
(1)若测定红光的波长,应选用___________色的滤光片.实验时需要测定的物理量有:__________________和_______________________________.
n条亮(或暗)条纹的距离a
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如下图(a)所示,观察第5条亮纹的位置如下图(b)所示.则可求出红光的波长λ=_________m.(保留一位有效数字)
解析:(1)若测定红光的波长,应用红光进行干涉实验,即选用红色滤光片,这样通过滤光片的就只有红光,实验双缝到屏的距离L n条亮(或暗)条纹的距离a.(2)图中(a)的示数为0,(b)图示数为0.650 mm.
基础强化：1.某同学做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能的原因( )A.光源发出的光束太强B.单缝与双缝不平行C.没有安装滤光片D.光束的中心轴与遮光筒的轴线不一致,相差较大
2.“用双缝干涉测光的波长”的实验中,为使光屏上单色光的条纹间距减小些,可采用的措施是( )A.换用缝距大些的双缝片B.换用缝距小些的双缝片C.适当调大双缝与屏之间的距离D.适当调小双缝与屏之间的距离
3.在利用测量头测量条纹宽度时,应使分划板中心刻线最好( )A.与亮条纹的边缘对齐B.与暗条纹的边缘对齐C.与亮条纹的中心位置对齐D.与暗条纹的中心位置对齐
4.在双缝干涉实验中,双缝的作用是( )A.遮住过于强烈的光B.使白光变成单色光C.形成两个振动情况相同的光源D.使光发生折射
5.右图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样,甲图为用光甲进行实验的图样,a为中央亮条纹.乙为换用另一种单色光乙进行实验的图样,a′为中央亮条纹,则以下说法正确的是( )A.乙图条纹较宽,光乙的波长比光甲波长长B.乙图条纹较窄,光乙的波长比光甲波长长C.乙图的条纹较宽,光乙的波长比光甲短D.乙图的条纹较窄,光乙的波长比光甲短
能力提升:6.某次实验中,测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10-2 m,若双缝间距为0.1 mm,缝到屏的距离为L=4.0 m,则光波的波长为( )A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 mC.1.5×10-8 m D.1.6×10-8 m
7.如下图所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,光具座上放置的光学元件有光源､遮光筒和其他元件,其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的( )
A.a单缝､b滤光片､c双缝､d光屏B.a单缝､b双缝､c滤光片､d光屏C.a滤光片､b单缝､c双缝､d光屏D.a滤光片､b双缝､c单缝､d光屏
8.某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如下图甲中的A),游标卡尺的示数如下图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B),游标卡尺的示数如图丁所示.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).
解析:(1)图乙中游标卡尺是20个分度,精确度0.05 mm,读数为12 mm+0.05×10=12.50 mm=1.250 cm.(2)图丁中读数为17 mm+0.05×15=1.775 cm
9.用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距离d=0.1 mm,双缝到屏的距离L=6.0 m,测得屏上干涉条纹中相邻亮纹的间距是3.8 cm,氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少?假如把整个装置放入折射率是 的水中,这时屏上的条纹间距是多少?
解析:由条纹间距Δx,双缝间距离d,双缝到屏的距离L及波长λ的关系,可测波长.同理,知道水的折射率,可知该光在水中的波长,然后由d、Δx、L、λ的关系,可求出条纹间距.
激光器发出的红光的波长是6.3×10-7 m.如果整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长设为λ′,由光的特点可知:光在传播过程中,介质发生变化,波长和波速发生改变,但频率不变.
10.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,要把它们放在下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应为C､_____________､A.
(2)本实验的实验步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使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)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意________________________和__________________________.
单缝与双缝的间距为5 cm~10 cm
使单缝与双缝相互平行
(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下图甲所示.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,记下此时下图乙中手轮上的示数____________mm,求得相邻亮纹的间距为Δx为____________mm.
(4)已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算公式λ= _________ ,求得所测红光波长为_____________nm.