【全国通用版】2014高考总复习方略实验专项精讲课件：实验十四用双缝干涉测光的波长(34张ppt)解读.ppt

实验十四　用双缝干涉测光的波长 实验目的和器材 实验目的 1．了解光产生稳定干涉 现象的条件 2．观察白光及单色光的 双缝干涉图样 3．掌握用测量头测量条 纹间距的方法 4．测单色光的波长 实验原理 实验目的和器材 实验 器材 双缝干涉仪 （光具座、单 缝片、双缝 片、滤光片、 遮光筒、光 屏、光源、测 量头），电 源，导线，刻 度尺 实验原理 1.光源发出的光经滤光片后成为 单色光，单色光通过单缝后，相 当于线光源，再经双缝射出的两 束光即为相干光，在屏上产生稳 定的干涉图样 2.由条纹间距公式项基本原则 得 可以计算 出光的波长，其中双缝间距d是 已知的，双缝到屏的距离l可以 用米尺测出，条纹间距Δy用测 量头测出 【实验过程】 1.安装双缝干涉仪 (1)先将光源（线状光源）、遮光筒、光屏依次放于光具座上，如图所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 (2)将单缝和双缝安装在光具座上，在遮光筒有光屏一端安装测 量头，如图所示。 ①光源、单缝、双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上。 ②双缝与单缝平行。 ③调整分划板位置，使分划板中心刻线位于光屏中央。 2.观察双缝干涉图样 (1)调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在5～10 cm， 使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量 头上的目镜观察干涉条纹，若干涉条纹不清晰，可通过遮光筒 上的调节长杆轻轻拨动双缝，即可使干涉条纹清晰明亮。在屏 上就会看到白光的双缝干涉图样。 (2)将红色（或绿色）滤光片套在单缝前面，通过目镜可看到 单色光的双缝干涉条纹。 (3)改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化。 3．测量单色光波长 (1)转动测量头上的手轮，使分划板中心刻线对齐某一条亮条 纹中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线 对齐另一条亮条纹中心，记下手轮上的读数a2。 (2)测出n条亮纹间的距离a=a2-a1，进而求出相邻两条亮条纹 间距离: 。 (3)双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离l用米尺测出， 利用表达式 求单色光的波长。 (4)换用不同颜色的滤光片重复上述步骤，并求出相应的波长。 【误差分析】 1.刻度尺和测量头出现的读数误差对实验结果的影响很大；因 此采取多测几条条纹间距和多次测量取平均值的办法减小误差。 2.单缝、双缝不是严格相互平行，其中心没有位于遮光筒的轴 线上以及单缝到双缝的距离不是严格相等造成误差。应尽量把 单缝、双缝调平行，调节单缝到双缝的距离相等并使它们的中 心大致位于遮光筒的轴线上 【注意事项】 1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆 解遮光筒、测量头等元件。 2．安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在 遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝相互平行。 3．滤光片、单缝、双缝等如有灰尘，应用擦镜纸或干净软布 轻轻擦去。 4．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 5．双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于螺旋测微 器，一种相当于游标卡尺，具体应用时要加以区别。 【实验改进】 应用双棱镜进行干涉实验 1.实验器材 钠光灯、双棱镜、可调狭缝、凸透镜、毛玻璃屏、测微目镜、 读数显微镜、白炽灯、氦氖激光器、短焦距扩束透镜、光具座、 滑块等。 2．实验原理 双棱镜是由玻璃制成的等腰 三角形棱镜，有两个非常小 的小棱角（约1°）和一个非 常大的钝角。其干涉光路如图 所示， 经钠光灯N照明，从狭缝S发出的单色光经双棱镜B折 射后形成两束相干光，它们相当于从狭缝S的两个虚像S1和S2 射出的两束相干光，在两束光的重叠区域发生干涉，结果在观 察屏P上形成等间距的明暗交替的直线状干涉条纹。 3．实验光路 实验光路如图所示，N是钠光灯，S为宽度可调的狭缝，B是双 棱镜（镶嵌在一金属框内，棱脊方位可微调），E是测微目 镜，L为凸透镜。为了便于调节和测量，将所有仪器、元件都 安装在光具座上。 双棱镜干涉实验与双缝干涉实验的原理基本相同，不同之处在 于双棱镜干涉是以两个虚像为两个相干光源代替两条狭缝，两 个虚像光源之间的距离即为狭缝之间的距离，其他情况基本相 同。 热点 1 实验仪器使用与实验操作 【典例 1】(2012·福建高考）在“用双缝干涉测光的波长” 实验中（实验装置如图）： （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 C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求 出相邻两条亮纹间距 （2）测量某亮纹位置时,手轮上的 示数如图,其示数为