高中物理课件 实验：用双缝干涉测量光的波长.ppt

返回 第十三章 第 4 节 实验理论指导 典题案例导析 智能演练提升 题型一 题型二 二、实验原理 (1)相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导： 如图13－4－1所示，双缝间距为d， 双缝到屏的距离为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PS1＝r1，PS2＝r2。在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d?l，三角形S1S2M可看做直角三角形。有：r2－r1＝dsin θ(令∠S2S1M＝θ)。① 图13－4－1 图13－4－2 三、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。 四、实验步骤 图13－4－3 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃光屏依次安放在光具座上，如图13－4－3所示。 (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，使光源灯丝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，使双缝与单缝平行，二者间距约为5～10 cm，这时可观察到白光的干涉条纹。 (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。 图13－4－4 (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、计算，求出波长的平均值。 (5)换用不同的滤光片，重复实验。 六、注意事项 (1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。 (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着亮(或暗)条纹的中心。 (4)要多测几条亮条纹(或暗条纹)中心间的距离，再求Δx。 (5)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是因为单缝与双缝不平行。 七、误差分析 (1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差。 (2)测条纹间距Δx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离时读数不准确。 [例1]　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 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：A________(A已写好)。 [答案]　(1)E、B、D、C　(2)a　b [例2]　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13－4－5甲所示，并选用缝间距d＝0.2 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l＝700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。 图13－4－5 (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乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时图乙(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丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2＝________ mm； [答案]　(1)15.02　(2)2.31　6.6×102 点击下图进入 知能演练提升 返回