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1、第十三章 光13.4 实验:用双缝干涉测量光的波长M如图所示的双缝实验中,屏离开挡板越远,条纹间的距离越大,另一方面,实验所用光波的波长越大,条纹间的距离也越大,这是为什么?r2-r1=dsin当两列波的路程差为波长的整数倍,即(k=0,1,2)时才会出现亮条纹,亮条纹位置为:一、实验原理要点学习相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为:其中,波长用表示,d表示两个狭缝之间的距离,l为挡板与屏间的距离,根据上面这个公式我们就可以测出波长。1安装双缝干涉仪;2单缝到双缝的距离为5-10cm;3通过目镜,可看见白光的双缝干涉条纹;4放红光虑光片,观测红光的双缝干涉条纹,调节d比较x的变化换绿色虑光片;5
2、测量出n条亮条纹间距a;6察看说明书,得出d和L;7代入公式,求出波长;二、观察双缝干涉图样(一)、实验步骤:双缝干涉实验装置光源滤光片双缝遮光筒毛玻璃放大镜单缝1安装仪器的顺序:光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏;2双缝与单缝相互平行,且竖直放置;3光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上;4若出现在光屏上的光很弱,由于不共轴所致;5若干涉条纹不清晰,与单缝和双缝是否平行有很大关系。(二)、注意事项xxxxxx红光红光中间亮纹第第二二条条亮亮纹纹第第一一条条亮亮纹纹第一条暗纹第一条暗纹第二条暗纹第三条暗纹第二条暗纹第三条暗纹第第一一条条亮亮纹纹第第二二条条亮亮纹纹红光的条纹间
3、距最大,紫光的最小。1红光的波长最长,紫光的波长最短2波长越长,频率越小,波长越短,频率越大3 3光的光的颜色由频率决定由频率决定 原理测量头手轮手轮分划板分划板目镜目镜读出手轮上的读数求出条纹间距求出相应光波的波长 三、测定单色光的波长测量结果求波长 测出测出n个亮条纹间的距离个亮条纹间的距离a,就可以求出相邻两个亮条纹的距离,就可以求出相邻两个亮条纹的距离再由:再由:解得:解得:152051002025151520510030354045螺旋测微器的读数 问题探究游标尺的读数实验探究1关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是()A用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹B用红光作为光源,屏上
4、将呈现红黑相间的条纹C若仅将入射光由红光改为紫光,则条纹间距一定变大D用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹难点剖析解析用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错;用红光作为光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,B对;变小,x变小,C错;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,D错。答案B2在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6m,若分别用频率为f15.01014Hz和f27.51014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点现出明、暗条纹的情况是()A用单色光f1和f2分别照射时,均出现明条纹B用单色光f1和f2分别照射时,均出现暗条纹C用单色
5、光f1照射时出现明条纹,单色光f2照射时出现暗条纹D用单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条纹答案C3如图7所示,用单色光做双缝干涉实验,P处为第二条暗条纹,改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时,则同侧第二条暗条纹的位置()图7A仍在P处B在P点上方C在P点下方D要将屏向双缝方向移近一些才能看到答案B4在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,若已知双缝间的距离d。(1)若测定绿光的波长,应选用_色的滤光片。实验时需要测定的物理量有_和_。(2)已知双缝到光屏之间的距离L500mm,双缝之间的距离d0.50mm,单缝到双缝之间的距离s100mm,某同学在用测量头测量时,
6、调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图8所示。则入射光的波长_m(结果保留两位有效数字)。图8(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有_。A改用波长较长的光(如红光)作为入射光B增大双缝到屏的距离C增大双缝到单缝的距离D增大双缝间距答案(1)绿双缝到屏的距离相邻条纹间距(2)6.4107(3)AB1某同学在用双缝干涉测光的波长的实验中,实验装置如图所示。使用的双缝的间距为0.025cm。实验时,屏与双缝之间距离需要测量,已知入射光的波长为500nm。则:(1)先调节_和_的中
7、心位于遮光筒的中心轴线上,并使_和_竖直且互相平行。(2)当屏上出现了干涉图样后,通过测量头观察第一条亮纹的位置如图(a)所示,第五条亮纹位置如图(b)所示,测出双缝与屏的距离为 mm。光源滤光片单缝双缝遮光筒屏图81.128mm5.880mm光源光源双缝双缝单缝单缝双缝双缝594594随堂巩固训练 2、在用双缝干涉测光的波长的实验中,装置如图,双缝间的距离d=3mm(1)若测定红光的波长,应选用 色的滤光片,实验时需要测定的物理量有:和 。红双缝到屏的距离双缝到屏的距离Ln条条纹间距条条纹间距a光源滤光片 单缝 双缝遮光筒屏(2)若测得双缝与屏之间距离0.70m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察第1条亮纹的位置如图甲所示,观察第5条亮纹的位置如图乙所示,则可求出红光的波长=m.(保留一位有效数字)010152004001012345甲甲乙乙710-7知识小结概括知识点方法用宏观量测量微观量