3.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 （课件）(共28张PPT) 高二物理（沪科版2020上海选择性必修第一册）

(课件网) 第四章 光 实验：用双缝干涉测量光的波长 1.掌握双缝干涉测量光的波长的原理. 2.学会安装实验器材，并能进行正确的实验操作、测量 光的波长. 【学习目标】 一、实验器材 如图所示为双缝干涉仪，包括光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头.另外，还有学生电源、导线、刻度尺等. 二、实验思路 光源发出的光经滤光片(装在单缝前)、单缝、双缝后在双缝右边的空间 发生干涉.可以在毛玻璃屏上观察到干涉条纹，并由λ＝ 计算出波长. 三、物理量的测量(双缝间的距离d已知) 1.l的测量：双缝到屏的距离l可以用　　　测出. 2.Δx的测量：相邻两条亮条纹间的距离Δx用　　　测出. (1)测量头的构成：　　　、目镜、手轮等. 刻度尺 测量头 分划板 (2)使用： ①使分划板的中心刻线与某一条亮条纹的中心对齐(图)，记下此时手轮上的读数a1. ②转动测量头.使分划板中心刻线与第n条亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数a2. ③相邻两条亮条纹间的距离Δx＝　　　　. 四、实验步骤 1.将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示. 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，使双缝与单缝的缝平行，两者间距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. 6.测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx. 7.分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长. 五、注意事项 1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件. 2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去. 3.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、双缝平行且竖直，间距大约5～10 cm. 4.调节的基本依据：照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行. 5.测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心. 6.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近. 返回 例1　现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长. (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、____、____、____、A. E D B 解析　滤光片E可以从白光中选出单色红光，单缝D是获取线光源，双缝B是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上，所以表示各光学元件的字母从左到右排列顺序为：C、E、D、B、A. (2)本实验的步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮； ②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用刻度尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离. 在操作步骤②时还应注意_____和_____ _____. 放置单缝、双缝时，必须使缝平行 单缝、双 缝间的距离要适当 解析　在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心位于遮光筒的轴线上. 例2　在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置 如图)，下列说法正确的是 A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B.测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C.为了减小测量误 ... ...