高考物理大一轮复习实验十六用双缝干涉测光的波长课件.ppt

实验十六用双缝干涉测光的波长 实验准备 实验目的 1 了解光波产生稳定的干涉现象的条件 2 观察白光和单色光的双缝干涉图样 3 测定单色光的波长 实验原理相邻两条亮条纹的间距 x与入射光波长 双缝S1 S2的 图S16 1 实验器材 双缝干涉仪 由光具座 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 毛玻璃屏 测量头组成 学生电源 导线 刻度尺 实验过程 实验步骤 1 观察干涉条纹 遮光筒 毛玻璃屏 1 将光源 依次安放在光具座上 如图S16 2所示 图S16 2 2 接好光源 打开开关 使灯丝正常发光 3 调节各器件的高度 使光源发出的光能沿 到达 光屏 轴线 双缝 单缝 轴线 平行 4 安装 和 中心大致位于遮光筒的 上 使双缝与单缝的缝 二者间距约5 10cm 这时 可观察白光的干涉条纹 滤光片 毛玻璃屏 5 在单缝和光源间放上 6 用刻度尺测量双缝到 的距离L d是已知的 7 重复测量 2 测定单色光的波长 1 安装测量头 调节至可清晰观察到 条纹 2 使分划板 对齐某条亮条纹的中央 记下 的读数a1 将该条纹记为第 条亮纹 转动手轮 使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的 记下此时手轮上的读数a2 将该条纹记为第 条亮纹 干涉 中心刻线 手轮上 1 中央 n 数据处理 1 条纹间距 x 观察单色光的干涉条纹 2 波长 3 计算多组数据 求 的平均值 实验分析 误差分析 1 双缝到屏的距离l的测量存在误差 2 测条纹间距 x带来的误差 干涉条纹没有调整到最清晰的程度 误认为 x为亮 暗 条纹的宽度 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 测量多条亮条纹间的距离时读数不准确 此间距中的条 纹数未数清 基础检测 多选 利用如图S16 3所示装置研究双缝干涉现象时 下列 说法正确的是 图S16 3A 将屏移近双缝 干涉条纹间距变窄B 将滤光片由蓝色的换成红色的 干涉条纹间距变宽 C 将单缝向双缝移动一小段距离后 干涉条纹间距变宽D 换一个两缝之间距离较大的双缝 干涉条纹间距变窄E 去掉滤光片后 干涉现象消失答案 ABD 考点1 实验操作及实验现象分析 重点归纳1 保证灯丝 单缝 双缝 测量头与遮光筒共轴 2 保持单缝和双缝平行 典例剖析 例1 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 要把它们放在如图S16 4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 图S16 4 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 本实验的步骤有 取下遮光筒左侧的元件 调节光源高度 使光束能沿遮 光筒的轴线把屏照亮 按合理的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 用刻度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 测量数条亮纹间的 距离 在操作步骤 时还应注意 和 解析 1 滤光片E可以从白光中选出单色红光 单缝D是获取线光源 双缝B是获得相干光源 最后成像在毛玻璃屏A上 所以排列顺序为 C E D B A 2 在操作步骤 时应注意的事项有 放置单缝 双缝时 必须使缝平行 单缝 双缝间的距离要适当 要保证光源 滤光片 单缝 双缝和光屏的中心在同一轴线上 答案 1 ED B 单缝和双缝间距离 2 旋转单缝 双缝时 必须使缝平行要适当 考点练透 1 1 多选 如图S16 5所示是 用双缝干涉测光波波长 的实验设备示意图 图中 是光源 是滤光片 是单缝 是双缝 是光屏 下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间 距离的是 A 增大 和 之间的距离B 增大 和 之间的距离 图S16 5 C 将绿色滤光片改成红色滤光片D 增大双缝之间的距离 2 如果将灯泡换成激光光源 该实验照样可以完成 这时可以去掉的部件是 填数字代号 3 转动测量头的手轮 使分划板中心刻线对准第1条亮条纹 读出手轮的读数如图S16 6甲所示 继续转动手轮 使分划板中心刻线对准第10条亮条纹 读出手轮的读数如图乙所示 则相邻两亮条纹的间距是 mm 计算结果保留3位有效数字 甲 乙 图S16 6 4 在 3 前提下 如果已经量得双缝的间距是0 30mm 双缝和光屏之间的距离是900mm 则待测光的波长是 m 计算结果保留3位有效数字 缝之间的距离无关 A错误 增大 和 之间的距离即是增大l x增大 B正确 红光的波长大于绿光的波长 C正确 增大双缝之间的距离 x减小 D错误 2 由于激光是相干光源 故可以去掉的部件是 答案 1 BC 2 3 1 610 4 5 37 10 7 考点2 数据处理与误差分析 典例剖析例2 2015年新课标全国卷 在双缝干涉实验中 分别用红色和绿色的激光照射同一双缝 在双缝后的屏幕上 红光的干涉条纹间距 x1与绿光的干涉条纹间距 x2相比 x1 x2 填 或 若实验中红光的波长为630nm 双缝到屏幕的距离为1m 测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10 5mm 则双缝之间的距离为 mm 答案 0 3 考点练透 2 用某种单色光做双缝干涉实验时 已知双缝间的距离d的大小恰好是图中游标卡尺的读数 如图S16 7丁所示 双缝到毛玻璃屏间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出 如图丙所示 实验时先移动测量头 如图甲所示 上的手轮 把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹 如图乙所示 并记下螺旋测微器的读数x1 如图戊所示 然后转动手轮 把分划线向右移动 直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x2 如图己所示 由以上测量数据求出该单色光的波长为 计算结果保留2位有效数字 甲 乙 丙 丁 己 戊图S16 7 答案 8 0 10 7m