第四节-实验：用双缝干涉测量光的波长课件

1,第四节实验：用双缝干涉测量光的波长,1第四节实验：用双缝干涉测量光的波长,2,课前自主学案,核心要点突破,课堂互动讲练,课标定位,知能优化训练,第四节实验：用双缝干涉测量光的波长,2课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练,3,课标定位,学习目标：,1.,掌握用双缝干涉测量光的波长的实验原理并会测量单色光的波长,2,会推导亮条纹,(,或暗条纹,),的间距公式,重点难点：,1.,测单色光的波长的实验原理,2,根据测量的数据计算波长,3课标定位,4,课前自主学案,一、实验目的,1,了解光波产生稳定的干涉现象的条件,2,观察白光及单色光的双缝干涉图样,3,测定单色光的波长,二、实验原理,1,相邻亮纹,(,或暗纹,),间的距离,x,与入射光波长,之间的定量关系,4课前自主学案一、实验目的,5,如图,13,4,1,所示，双缝间距,d,，双缝到屏的距离,l,.,双缝,S,1,、,S,2,的连线的中垂线与屏的交点为,P,0,.,对屏上与,P,0,距离为,x,的一点,P,，两缝与,P,的距离,PS,1,r,1,，,PS,2,r,2,.,在线段,PS,2,上作,PM,PS,1,，则,S,2,M,r,2,r,1,，因,d,l,，所以三角形,S,1,S,2,M,可看做直角三角形,图,13,4,1,5如图1341所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S,6,6,7,2,观察双缝干涉图样,光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双缝可以观察到,_,条纹,彩色,72观察双缝干涉图样彩色,8,8,9,转动手轮，分划板会左、右移动测量时，应使分划板,_,对齐某亮条纹,(,或暗条纹,),的中心,(,如图乙所示,),，记下此时手轮上的读数,a,1,，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相邻的亮条纹,(,或暗条纹,),中心时，记下手轮上的读数,a,2,，两次读数之差就是相邻两亮条纹,(,或暗条纹,),间的距离，即,x,|,a,1,a,2,|.,中心刻线,9转动手轮，分划板会左、右移动测量时，应使分划板_,10,图,13,4,2,10图1342,11,三、实验器材,双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、滤光片,(,红、绿色各一片,),、遮光筒、毛玻璃屏、测量头,(,目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮,),，另外还有学生电源、导线、米尺,四、实验步骤,1,按图,13,4,3,所示安装仪器,图,13,4,3,11三、实验器材图1343,12,2,将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上,3,使光源发光，在光源和单缝之间加红,(,或绿,),色滤光片，让光通过单缝后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜焦距观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹,(,彩色条纹,),122将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线,13,4,加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数,n,.,134加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手,14,14,15,核心要点突破,一、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,x,.,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,15核心要点突破一、注意事项,16,二、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,x,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,16二、误差分析,17,课堂互动讲练,类型一,对实验器材的考查,(2011,年黄冈高二期中,),如图,13,4,4,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,_,例,1,图,13,4,4,17课堂互动讲练类型一对实验器材的考查(2011年黄冈高,18,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,对于某种单色光，为增加相邻亮纹,(,或暗纹,),之间的距离，可采用的方法是,(,任写一种方法,)_,18Aa单缝、b滤光片、c双缝、d光屏,19,【,答案,】,C,增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距,19【答案】C增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距,20,例,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,13,4,5,甲,),，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,类型二,对仪器读数及实验原理的考查,20例2在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按,21,图,13,4,5,21图1345,22,(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,x,1,1.16 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,x,2,_mm,；,(2),利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮纹,(,或暗纹,),间的距离,x,_mm,；这种色光的波长,_nm.,22(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度,23,【,答案,】,(1)15.02,(2)2.31,6.6,10,2,23【答案】(1)15.02(2)2.316.610,24,24,25,25,