高考物理一轮复习实验课课件20用双缝干涉测量光的波长(含解析)

这是一份高考物理一轮复习实验课课件20用双缝干涉测量光的波长(含解析)，共22页。PPT课件主要包含了-2-，-3-，-4-，-5-，-6-，-7-，-8-，-9-，数据处理，-10-等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的1.观察单色光的双缝干涉图样。2.测定单色光的波长。
二、实验原理 甲如图甲所示,电灯发出的光,经过滤光片后变成单色光,再经过单缝S时发生衍射,这时单缝S相当于一个单色光源,衍射光波同时到达双缝S1和S2之后,再次发生衍射,S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源,透过S1、S2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加,S1、S2到屏上P点的路程分别为r1、r2,两列光波传到P的路程差Δr=|r1-r2|,设光波波长为λ。
(1)若Δr=nλ(n=0,1,2,…),两列波传到P点互相加强,P点出现明条纹。(2)若Δr=(2n+1) (n=0,1,2,…),两列波传到P点互相减弱,P点出现暗条纹。这样就在屏上得到了平行于双缝S1、S2明暗相间的干涉条纹。相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ、双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关,其关系式为 ,因此,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。
两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。如图乙所示。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条纹的中心(如图丙所示),记下此时手轮上的读数为a1;再转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时,记下手轮上的刻度数a2,两次读数之差就是这两条相邻条纹间的距离,即Δx=|a1-a2|。
三、实验器材光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。
四、实验步骤1.安装仪器。 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。(2)接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光。调节各部件的高度,使光源发出的光能沿轴线到达光屏。(3)安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝的缝平行。
2.观察与记录。(1)调单缝与双缝间距为5~10 cm时,观察白光的干涉条纹。(2)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。(3)调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条纹中心对齐时,记下手轮上的刻度数a2,则相邻两条纹间的距离 。(4)换用不同的滤光片,测量其他色光的波长。3.数据处理:用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l,由公式 计算波长,重复测量,求出波长的平均值。
六、注意事项1.调节双缝干涉仪时,要注意调节光源的高度,使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。2.放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐,记清此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两个条纹间的距离。4.不要直接测Δx,要测几个条纹的间距,计算得Δx,这样可以减小误差。5.白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外边。
实验原理及误差分析例1在用双缝干涉测光的波长的实验中,实验装置如图甲所示。 甲(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点,你认为正确的是　　　　。 A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D.干涉条纹的间距与光的波长有关
(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图乙所示,该读数为　　　　 mm。 乙(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时,测量值　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。 丙
解析 (1)为了获得清晰的干涉条纹,A正确。由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行,B错误。干涉条纹的间距 与单缝宽度无关,C错误,D正确。(2)手轮的读数为0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm。(3)条纹与分划板不平行时,实际值Δx实=Δx测cs θ,θ为条纹与分划板的夹角,故Δx实