2011高考物理三轮复习用双缝干涉测光的波长.ppt

图实－2－6 图实－2－7 (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实－2－6(a)所示，图实－2－6(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图实－2－6(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图实－2－7(a)所示 ，此时图实－2－7(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Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm. [解题指导]　(1)主尺读数为15 mm，游标尺读数为1×0.02 mm＝0.02 mm，二者相加即可． (2)由于图中数字标记的是暗条纹，首先应根据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数，若图实－2－6的图(a)中的中央刻线所对亮条纹记为第1条，则图实－2－7的图(a)中的中央刻线所对亮纹为n＝7，则Δx＝ ＝2.31 mm，光的波长λ＝ ＝6.6×102 nm. [答案]　(1)15.02　(2)2.31　6.6×102 一、实验目的 1．了解光波产生稳定干涉现象的条件． 2．观察双缝干涉图样． 3．测定单色光的波长． 二、实验原理 1．光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝后 相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过 光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹．若用白光照射， 通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹． 2．根据λ＝ Δx可以计算出单色光的波长．公式中d为双 缝间距离，Δx为相邻两条亮纹间的距离，l为双缝到屏之 间的距离，实验中d一般是已知的，所以测出l、Δx即可求 出光的波长． Δx的测量可用测量头完成，如图实－2－1所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成．通过测量头可清晰看到干涉条纹，分划板上中心有刻线，以此作标准，并根据手轮的读数可求得Δx.由于Δx较小，可测出n条亮(或暗)条纹的间距a，则相邻亮条纹间的距离Δx＝ 图实－2－1 三、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)，另外还有学生电源、导线、刻度尺． 四、实验步骤 1．观察干涉条纹 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上． 如图实－2－2所示． 图实－2－2 (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轴线到达光屏． (4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹． (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． 2．测定单色光的波长 (1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹． (2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮 上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分 划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上 的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹． (3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)． (4)重复测量． 五、数据处理 1．条纹间距Δx＝ 2．波长λ＝ 3．计算多组数据，求λ的平均值． 六、注意事项 1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养． 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、双缝平行且间距适当． 3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近． 4．照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测 量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是 单缝与双缝不平行所致，故应正确调节． 七、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Δx带来的误差： (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度． (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度． (3)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． (4)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． 八、实验改进 实验室里的双缝干涉仪比较精密，并且安装不方便，调节、测量时十分麻烦．现用一种简单方法替换如下：用一支小孩激光笔，水平放置在桌面上，前面放置一双缝，则在