高考物理复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论实验十六用双缝干涉测量光的波长同时练习使用测量头.pptxVIP

试验十六用双缝干涉测量光波长(同时练习使用测量头);内容索引;

;1.试验原理

如图所示，光源发出光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍射，这时单缝S相当于一个单色光源，衍射光波同时抵达双缝S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致单色相干光源，相邻两条亮(暗)条纹间距离Δx与入射光波长λ，双缝

S1、S2间距离d及双缝与屏距离l相关，其关系

式为：Δx＝____，所以，只要测出Δx、d、l即可

测出波长λ.;两条相邻亮(暗)条纹间距离Δx用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等组成.如图所表示.;2.试验器材

双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺.

3.试验步骤

(1)观察双缝干涉图样

①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所表示.;②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光.

③调整各器件高度，使光源灯丝发出光能沿抵达光屏.

④安装单缝和双缝，尽可能使缝中点位于遮光筒轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10cm.

⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光干涉条纹.;(2)测定单色光波长

①安装测量头，调整至可清楚观察到干涉条纹.

②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹中央，如图

所表示，记下手轮上读数，将该条纹记为第1条亮条纹；

转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹中央，记下此时手轮上读数，将该条纹记为第n条亮条纹，测出n条亮条纹间距离a，则

相邻两亮条纹间距Δx＝_______.

③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知).

④重复测量、计算，求出波长平均值.;1.数据处理

(1)条纹间距计算：移动测量头手轮，分划板中央刻线在第1条亮条纹中央时读数为a1，在第n条亮条纹中央时读数为an，则Δx＝_________.

(2)依据条纹间距与波长关系Δx＝_____得λ＝______，其中d为双缝间

距，l为双缝到光屏距离.

(3)测量时需测量多组数据，求λ平均值.;2.注意事项

(1)调整双缝干涉仪时，要注意调整光源高度，使它发出光束能够沿着遮光筒轴线把屏照亮.

(2)放置单缝和双缝时，缝要相互，中心大致位于遮光筒轴线上.

(3)调整测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹中心对齐，记清此时手轮上读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹中心对齐，记下此时手轮上读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间距离.;(4)不要直接测Δx，要测多条亮条纹间距再计算得到Δx，这么能够减小误差.

(5)白光干涉观察到是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层.;3.误差分析

(1)双缝到光屏距离l测量存在误差.

(2)测条纹间距Δx带来误差：

①干涉条纹没有调整到最清楚程度.

②误认为Δx为亮条纹宽度.

③分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心.

④测量多条亮条纹间距离时读数不准确，此间距中条纹数未数清.;

;现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光滤光片E等光学元件，要把它们放在如图甲所表示光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光波长.;(2)本试验步骤有：

①取下遮光筒左侧元件，调整光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理次序在光具座上放置各光学元件，并使各元件中心位于遮光筒轴线上；

③用米尺测量双缝到屏距离；

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间距离.

在操作步骤②时还应注意________和________.;(3)将测量头分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上示数如图乙所表示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上示数为________mm，求得相邻亮条纹间距Δx为______mm.;(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为_________nm.;高考对本试验考查主要集中在以下两点：一是干涉图样或条纹间距改变分析，二是干涉光波波长或双缝间距计算等.以上两点都围绕条纹间距公式Δx＝λ应用命题.同时，因为Δx测量需要用到螺旋测微器或游标卡尺，所以读数时要科学、准确.;;(2)在上述杨氏干涉试验中，若单色光波长λ＝5.89×10－7m，双缝间距离d＝1mm，双缝到屏距离l＝2m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹中心间距.;2.用某种单色光做双缝干涉试验时，已知双缝间距离d大小恰好是图中游标卡尺读数，如图丁所表示；双缝到毛玻璃屏间距离大小由图中毫米刻度尺读出，如图丙所表示；试验时先移动测量头(如图甲所