鲁科版高中物理选择性必修第一册第5章第2节科学测量用双缝干涉测光的波长课件（40页ppt）+学案

(课件网) 第2节　科学测量：用双缝干涉测光的波长 第5章　 光的干涉、衍射和偏振 1．观察单色光的双缝干涉图样。 2．用双缝干涉实验装置测量光的波长。 3．学习测量微小距离的方法。 实验目标 一、实验原理 如图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略。 必备知识·自主预习储备 二、实验器材 光具座、双缝干涉仪(包括：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。 三、实验步骤 1．如图所示，在光具座上把各光学元件装配好。从遮光筒上取下双缝，打开电源，调节光源的高度，直到光束能沿遮光筒的轴线射到毛玻璃屏的中心。放上单缝和双缝，使它们的距离为5～10 cm，并保持缝相互平行。注意各光学元件中心应大致位于遮光筒的轴线上。 2．观察光屏上的白光干涉条纹的特点。给光源加上不同的滤光片，看条纹的色彩、间距发生了什么变化，相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等。 3．记下双缝间的距离d和双缝到光屏的距离l。 4．转动手轮，先使分划板中心刻线对准某条亮条纹中心，如图所示，记下此时的读数。继续转动手轮，使分划板中心刻线移过n条条纹，对齐另一亮条纹中心，再记下此时的读数。转动手轮进行测量时，一次测量中不要反向旋转。 5．把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δy。求出光的波长。 五、误差分析 1．光波的波长很小，Δy、l的测量对波长λ的影响很大。 2．在测量l时，一般用毫米刻度尺；而测Δy时，用千分尺且采用“累积法”。 3．多次测量求平均值。 六、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。主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与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度线对应着亮(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。 类型一　实验原理与操作 【典例1】　现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片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。 关键能力·情境探究达成 (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，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_____、A。 (2)本实验所用的滤光片应选用____色滤光片，实验时需要测量的物理量是_____和_____。 E、D、B 红 双缝到屏的距离 n条亮(暗)条纹的距离 (3)本实验的步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理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用米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(暗)条纹间的距离。在操作步骤②时还应注意_____和_____。 单缝和双缝间距为5～10 cm 使单缝与双缝相互平行 (4)在实验中，某同学观察到以下图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，所以需要对仪器进行调整，使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，下面操作中可行的有____。 A．调节拨杆方向 B．其他不动，测量头旋转一定角度 C．其他不动，遮光筒旋转一定角度 D．将遮光筒与测量头整体旋转一定角度 BC [解析]　(1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是 ... ...