2015-2016学年人教版选修3-4 第13章 第4节《实验：用双缝干涉测量光的波长》课件.ppt

第十三章　第四节 高中新课程 · 学习指导 · 人教版 · 物理 · 选修3-4 机械波 第十三章 第四节　实验：用双缝干涉 测量光的波长 第十二章 学习目标定位 1 重点难点突破 2 考点题型设计 3 随堂巩固提升 4 学习目标定位 ※※ 掌握用双缝干涉测光的波长的原理、操作、器材、注意事项 ※※ 掌握测量头的读数 课堂情景切入 如图所示，牛顿用三棱镜把太阳光分成连续分布的七种色光，因此我们知道了单色光有七种不同的颜色，那么你知道它们的波长是怎样测出来的吗？ 重点难点突破 用双缝干涉测光的波长 1．实验原理 如图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略。两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝L 3．实验步骤 (1)按照如图所示的装置安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。(也可直接用双缝干涉仪) (2)放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样。 5．注意事项 (1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。间距大约为5～10cm。 (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Δx。 (5)调节的基本依据：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主要原因是单缝与双缝不平行所致。 考点题型设计 (1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、 ②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取____________或________的方法。 用双缝干涉测光的波长 (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条亮纹，读出手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________mm。 (4)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。(取三位有效数字) 答案：(1)滤光片　单缝　双缝 增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之间的距离 (2)②③　(3)1.610　(4)5.37×10－7 (资阳市2013～2014学年高二下学期期末)“利用双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏的距离L＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则： (1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA＝11.1mm，xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝____________mm； (2)波长的表达式λ＝________(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长λ＝________m； (3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”)。 1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验)。 (1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。 迁移·应用 (2)设光源S到平面镜的垂直距离和光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹。写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式。 解析：本题考查光的反射、平面镜成像和光的干涉等知识。 (1)根据平面镜成像特点(对称性)，先作出S在镜中的像S′，画出边沿光线，范围如图所示。 英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象。图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏。 (1)该实验设置O屏的目的是____________________； (2)呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________ (选填“甲”或“乙”)。 答案：(1)获得相干光源(或产生频率相同的两束光)　(2)乙 解析：(1)光源M发出的光包含各种频率，不是相干光，使M发出的光经过小孔N后可以获得频率相同的光，以O为光源可得到相干光源，即频率相同的两束光。 (2)由于O屏上两个小孔是水平排列的，所以得到的干涉条纹为图2中乙所示。 第十三章　第四节 高