高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 實驗15 用雙縫干涉測量光的波長課件

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1、一、實驗?zāi)康?觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣2測定單色光的波長二、實驗原理如圖所示，電燈發(fā)出的光，經(jīng)過濾光片S后變成單色光，同時到達(dá)雙縫S1和S2，雙縫S1、S2相當(dāng)于兩個步調(diào)完全一致的單色相干光源透過S1、S2雙縫的單色光在屏上相遇并疊加，S1、S2到屏上P點的路程分別為r1、r2，兩列光波傳到P的路程差yr1r2，設(shè)光波波長為. 兩條相鄰明(暗)條紋間的距離y用測量頭測出測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成如圖所示三、實驗器材雙縫干涉儀，即光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭另外，還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等四、實驗步驟1觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放

2、在光具座上，如圖所示 (2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光 (3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏 (4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距510 cm，這時可觀察白光的干涉條紋 (5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋五、注意事項1雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)2安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)3光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近4注意調(diào)節(jié)各縫平行六、實驗中的誤差及對策1光波的波長很小，y、l的測量對波長的影響很大2在測量l

3、時，一般用毫米刻度尺；而測y時，用千分尺且采用“累積法”3多次測量求平均值要點 實驗基本方法【例】在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀器按要求安裝在光具座上(如圖)，并選用縫間距d0.2 mm的雙縫屏從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L700 mm.然后，接通電源使光源正常工作 (1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖甲(a)所示，圖中數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時圖甲(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x11.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，此時圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)

4、x2_mm. (2)利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離x_mm；這種色光的波長_nm.【答案】(1)15.02(2)2.316.6102 1用單色光做雙縫干涉實驗，下列說法正確的是() A相鄰干涉條紋之間的距離相等 B中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍 C屏與雙縫之間的距離減小，則屏上條紋間距增大 D在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距2英國物理學(xué)家托馬斯楊巧妙地解決了相干光源問題，第一次在實驗室觀察到了光的干涉現(xiàn)象如圖為實驗裝置簡圖，M為豎直線光源(長直燈絲鈉燈)，N和O均為有狹縫的遮光屏，P為像屏現(xiàn)有四種不同帶有狹縫的遮光屏，實驗時的正確選擇是

5、()AN應(yīng)選1，O應(yīng)選2 BN應(yīng)選3，O應(yīng)選4CN應(yīng)選1，O應(yīng)選4 DN應(yīng)選3，O應(yīng)選2解析A單縫和雙縫要與光源平行，故A項正確 3用雙縫干涉測光的波長，實驗中采用雙縫干涉儀，它包括以下元件：A.白熾燈，B.單縫，C.光屏，D.雙縫，E.濾光片(其中雙縫和光屏連在遮光筒上) (1)把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列順序是：A、_(A已寫好) (2)正確調(diào)節(jié)后，在屏上觀察到紅光干涉條紋，用測量頭測出10條紅亮紋間的距離為a；改用綠色濾光片，其他條件不變，用測量頭測出10條綠亮紋間的距離為b，則一定有_大于_【答案】(1)E、B、D、C(2)ab 4現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D、

6、紅色濾光片E等元件，要把它們裝在同一光具座上組成雙縫干涉裝置用來測量紅光的波長 (1)將白光光源C裝在光具座最左端，由左到右依次放置其他元件表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_. (2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋記為0條紋，此時手輪上讀數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為_mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第5條亮紋中心對齊，讀數(shù)如圖乙所示，則相鄰條紋間距為_mm.【答案】(1)E、D、B、A(2)2.3202.310 5如圖所示是用激光器、縫間距可調(diào)節(jié)的雙縫屏、光屏等器材研究光的干涉現(xiàn)象的裝置 (1)實驗中用激光通過雙縫，其目的是_ _；在本實驗中為了增大光屏上干涉條紋

7、的間距，可以采用其他條件不變只調(diào)節(jié)雙縫間距d的方法，應(yīng)使d_(填“增大”或“縮小”) (2)在實驗中，如果將紅光換為黃光后通過同一雙縫裝置，會發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋的間距變小的現(xiàn)象，根據(jù)干涉理論中關(guān)于“在d與L相同的情況下，條紋間距與_ _的結(jié)論可以說明紅光的波長比黃光的波長_(填“長”或“短”)【答案】(1)產(chǎn)生頻率相同的兩束光縮小(2)波長成正比長 6某同學(xué)設(shè)計了一個測定激光的波長的實驗裝置如圖所示，激光器發(fā)出一束直徑很小的紅色激光進入一個一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮線 (1)這個現(xiàn)象說明激光具有_性 (2)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測光的波長”實驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時如圖甲所示，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示；第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心線時如圖乙所示，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖丁所示已知雙縫間距為0.5 mm，從雙縫到屏的距離為1 m，則圖丙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_mm.圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_mm.實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是_ _，所測光波的波長為_m(保留兩位有效數(shù)字) (3)如果實驗時將紅激光換成藍(lán)激光，屏上相鄰兩條紋的距離將_【答案】(1)相干(2)11.416.7減小測量的偶然誤差6.6107(3)變小