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1、【精品】2013届高三物理一轮复习课件第12章实验用双缝干涉测光的波长(鲁科版)1.实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件.(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样.(3)测定单色光的波长.2021/5/222021/5/222 22.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=可以计算出单色光的波长，公式中d为双缝间距离，x为相邻两条亮纹间的距离，L为双缝屏到像屏之间的距离，实验中d一般是已知的，所以测出L、x即可测出光的波
2、长.2021/5/222021/5/223 3x的测量可用测量头完成，如图12-5-1，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 x，由于x较小，可测出n条亮(或暗)条纹的间距a，则相邻明纹间距离x=.图图12-5-12021/5/222021/5/224 43.实验器材双缝干涉仪：包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、光具座、测量头及刻度尺等.4.实验步骤(1)观察双缝干涉图样将实验所需的器材按顺序安装在光具座上.2021/5/222021/5/225 5把直径约10cm，长约1m的遮光筒水平放在光具座上；筒
3、的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏.(装置如图12-5-2)图图12-5-22021/5/222021/5/226 6取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使光线能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm10cm，并使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上.通过测量头观察屏上出现的白光的干涉图样.在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉图样.2021/5/222021/5/227 7(2)测定单色光的波长用米尺测出屏到双缝的距离L.转动手轮，分划板移动到使分划板中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数为亮纹1的位置，示意图如图12-5-3.图图12-5-3
4、2021/5/222021/5/228 8转动手轮，使分划板中心刻线对准另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，即为条纹n的位置，两次读数之差为这两条条纹间的距离a.相邻亮纹间距x=代入=(其中d在双缝上已标出)即可求得光波波长.换用不同滤光片，重复实验测量其他单色光的波长.2021/5/222021/5/229 95.注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行，间距大约5cm10cm.(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.2021/5/222021/5/221010(4)要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求x.
5、(5)调节的基本依据是：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单缝与双缝不平行所致.2021/5/222021/5/221111用双缝干涉测光的波长 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C.光屏D.双缝E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)2021/5/222021/5/221212(1)把以上元件安装在光具座(如图12-5-4所示)上，正确的排列顺序是：图图12-5-42021/5/222021/5/221313(2)正确调节后，测得各器材间的距离l1=0.01m,l2=0.01m,l3=0.8
6、m,双缝间的距离d=0.3mm.通过测量头(与螺旋测微器原理相似，转动手轮一周，分划板前进或后退0.500mm)，观察标记为第1条亮条纹的位置如图12-5-5(a)所示，观察标记为第5条亮条纹的位置如图12-5-5(b)所示,则相邻两条亮条纹的间距x=mm，由上述数值可求得此单色光的波长为m.2021/5/222021/5/221414图图12-5-52021/5/222021/5/221515(1)元件安装在光具座上，正确的排列顺序是A(白炽灯)、E(滤光片)、B(单缝)、D(双缝)、C(光屏)；这种安装可以在光屏上看到干涉图样.(2)由图可知，4x=6.40mm，x=1.60mm由=dx/
7、l3=6.010-7m.2021/5/222021/5/221616变式训练1:如图12-5-6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光源、遮光筒、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.图图12-5-62021/5/222021/5/221717解解析析：用用双双缝缝干干涉涉测测光光的的波波长长的的实实验验，是是利利用用光光的的双双缝缝干干涉涉现现象象产产生生的的条条纹纹，通通过过测测量量条条纹纹的的宽宽度度进进行行波波长长的的测测量量，条条纹纹宽宽度度d与与其其他他因因素素的的关关系系为为D Dx=l l，L为为双双缝缝到到屏屏的的距
8、距离离，d为为双双缝缝间距离，间距离，l l为光的波长为光的波长由由此此可可见见，各各空空的的答答案案为为：滤滤光光片片；单单缝缝；双双缝；减小双缝间距离；增大双缝到屏的距离缝；减小双缝间距离；增大双缝到屏的距离2021/5/222021/5/221818利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5mm,双缝到光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图12-5-7(a)所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图12-5-7(b)所示，则计算单色光的波长公式为,单色光的波长为.2021/5/222021/5/221919图图12-5-72021/5/222021/5
9、/222020在利用双缝干涉测定光的波长实验中,分划板上的刻度可以确定相邻条纹的间距的大小,可以从游标尺的刻度的读数获得条纹间距,再求出波长.(1)由光的双缝干涉的理论可以知道,计算单色光的波长公式为=dx/L,可见,波长与双缝间距、双缝与光屏间距离及条纹间距有关.2021/5/222021/5/222121(2)由A位置和B位置的读数可知,条纹间距为x=10-3m=10-4m=m=6.4310-7m 本题解答的关键是条纹间距的确定,要注意A和B之间共有7个条纹间距.2021/5/222021/5/222222 变变式式训训练练2：用用白白光光做做双双缝缝干干涉涉实实验验时时，得到彩色的干涉条
10、纹，下列正确的说法是得到彩色的干涉条纹，下列正确的说法是()A干涉图样的中央亮纹是紫色的干涉图样的中央亮纹是紫色的 B在在靠靠近近中中央央亮亮纹纹两两侧侧最最先先出出现现的的是是红红色条纹色条纹 C在在靠靠近近中中央央亮亮纹纹两两侧侧最最先先出出现现的的是是紫紫色条纹色条纹 D在在靠靠近近中中央央亮亮纹纹两两侧侧最最先先出出现现的的彩彩色色条纹的颜色与双缝间距离有关条纹的颜色与双缝间距离有关2021/5/222021/5/222323 解解析析：白白光光是是各各种种不不同同色色光光组组成成的的复复色色光光，光光屏屏中中央央到到两两狭狭缝缝距距离离相相等等，各各色色光光经经双双缝缝到到达达光光屏屏中中央央的的路路程程差差为为零零，在在光光屏屏中中央央均均出出现现亮亮纹纹，各各色色光光复复合合成成白白光光，所所以以中中央央亮亮纹纹为为白白色色；由由D Dx=l l可可知知，不不同同色色光光的的干干涉涉条条纹纹间间距距D Dx随随波波长长的的增增大大而而增增大大，紫紫光光的的波波长长最最短短，所所以以靠靠近近中中央央亮亮纹纹两两侧侧最最先先出现的是紫色条纹，出现的是紫色条纹，选项选项C是正确的是正确的 2021/5/222021/5/222424汇报结束谢谢大家!请各位批评指正