2017年高考一轮冲刺总复习：13.7《实验：用双缝干涉测光的波长》ppt精品课件.ppt

教材研读考点突破 栏目索引 * * 课标版 物理 第7讲　实验：用双缝干涉测光的波长 [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] 单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ=?。 [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。 教材研读 [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。如图所示。 ? (2)接好电源,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遮光筒的轴线到达光屏。 (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5~10 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条亮条纹;转动手轮,使分划板中心线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2;将该条亮纹记为第n条亮条纹,则相邻两亮条纹间距Δx=?。 (3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。 (4)重复测量、计算,求出波长的平均值。 [数据处理] 1.条纹间距Δx=?。 2.波长λ=?Δx。 3.计算多组数据,求λ的平均值。 [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。 [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。 考点一　实验原理与操作 ? 典例1　在“用双缝干涉测光的波长”实验中: (1)实验装置采用双缝干涉仪,它由各部分光学元件在光具座上组成,现准备了下列仪器:A.光源,B.双缝片,C.单缝片,D.滤光片,E.光屏(其中双缝片和光屏连在遮光筒上)。 把以上仪器安装在光具座上时,正确的排列顺序是　　　????。 (2)(多选)关于本实验,正确的说法是?(　????) A.实验时应调节各器件中心共轴,并且单缝和双缝的缝应相互平行 B.观察到的白光的干涉图样是:可以看到彩色的干涉条纹,中央为一条白亮的零级干涉条纹;彩色条纹的排列,以零级亮条纹为中心左右对称,在第一级亮条纹中紫色在最外侧 考点突破 C.看到白光的干涉条纹后,在单缝前面放上红色或绿色滤光片,即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹,且红条纹的间距比绿条纹的间距大 D.测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数 ?答案????(1)ADCBE(或EBCDA)????(2)ACD ?解析????(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确顺序为:光源、滤光 片、单缝片、双缝片、光屏,或把它们全部倒过来也可,因此,答案为AD-CBE或EBCDA。 (2)实验时应使各器件的中心位于遮光筒的轴线上,且使单缝与双缝平行,A正确;白光的干涉图样是彩色条纹,中央为白色亮条纹,在第一级亮条纹中红色在最外侧,B错误;由Δx=?λ得红条纹的间距大于绿条纹的间距,C正确; 为了减小误差,应使分划板的中心刻线对齐条纹中心再读数,D正确。 1-1　某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于?(　????) A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大 B.没有安装滤光片 C.单缝与双缝平行 D.光源发出的光束太强 ?答案????A　安装实验器件时要注意使光束的中央轴线与遮光筒的轴线重 合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位置在遮光筒轴线上,单缝与双缝要相互平行,还要使光源发出的光不要太暗,才能使实验成功,本实验如果没有安装滤光片,则会观察到彩色干涉条纹,故选A。 1-2　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