高中物理 134实验 用双缝干涉测量光的波长课件 新人教版选修34

服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 课课堂堂互互动动探探究究当当堂堂双双基基达达标标课课前前自自主主导导学学4 实验：用双缝干涉测量光的波长实验：用双缝干涉测量光的波长服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 二、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺. 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 三、实验原理1相邻明纹(暗纹)间的距离x与入射光波长之间的定量关系推导如图1341所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1r1，PS2r2.在线段PS2上作PMPS1，则S2Mr2r1，因dl，三角形S1S2M可看作直角三角形有：r2r1dsin (令S2S1M)服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 3条纹间距x的测定服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 一、实验过程1按图1343所示安装仪器服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 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(绿)色滤光片，让通过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，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)服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 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，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.服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 三、误差分析本实验为测量性实验，因此应尽一切办法减少有关测量的误差1双缝到屏的距离l的测量误差因本实验中双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 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时读数不准确服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 (2012福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图)：服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 (1)下列说法哪一个是错误的_(填选项前的字母) 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测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 (2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_mm.服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm47.00.01 mm1.970 mm.【答案】(1)A(2)1.970服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 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1345甲所示，并选用缝间距d0.2 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l700 mm.然后，接通电源使光源正常工作服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 (1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图1345乙(a)所示，图1345乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图1345乙(b)中游标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图1345丙(a)所示，此时图1345丙(b)中游标尺上的读数x2_ mm； (2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x_ mm；这种色光的波长_ nm.服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 【解析】(1)由游标尺的读数规则可知：x2(15.010.02) mm15.02 mm；【答案【答案】(1)15.02(2)2.316.6102服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 1(2013洛阳检测)双缝干涉实验中，观察到的某单色光的干涉图样是()A中间宽、两边窄的条纹B等宽度但不等间隔的条纹C平行、等间距的条纹D等间距但不平行的条纹服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 【答案】C服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 2(2011北京高考)如图1346所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A增大S1与S2的间距 B减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换为红光 D将绿光换为紫光服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 【答案】C服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 3(多选)某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于() A光束的中央轴线与遮光筒不一致，相差较大 B滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度 C单缝与双缝不平行 D光源发出的光太强服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 【解析】安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功当然还要使光源发出的光束不能太暗，据上述分析可知选项A、C正确【答案】AC服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 4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.双缝片、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：_.(2)正确调节后，在屏上观察到红色的干涉条纹，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a_b(填“大于”“等于”或“小于”)【答案】(1)AEBDC(2)大于服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 5用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L75.0 cm，如图1347甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1_ mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2_ mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是_ mm.服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 【答案】0.39.56.1104服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 6(2013临沂高二检测)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，要把它们放在图1348所示的光具座上组成双缝干涉装置，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.服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 (2)本实验的步骤有： 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； 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； 用米尺测量双缝到屏的距离； 用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹问的距离 在操作步骤时还注意单缝、双缝应_且_服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 (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图1349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，记下此时图图1349乙中手轮上的示数为_mm，求得相邻亮纹的间距x_mm.服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4 (4)已知双缝间距d为2.0104m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式_，求得所测红光波长为_nm.【解析】(1)由左至右依次放置白色光源C、滤光片E、单缝D、双缝B、毛玻璃屏A.(2)单缝、双缝应相互平行并跟遮光筒轴线垂直服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 新课标新课标物理物理 选修选修3-4