粤教版高中物理选择性必修第一册第四章光及其应用4.5用双缝干涉实验测定光的波长教学课件(共28张ppt)

(课件网) 用双缝干涉实验测定光的波长 光源 双缝 屏 S1 S2 振动加强的地方出现亮条纹 光的双缝干涉 单缝 获得一个线光源 (若是激光，可不用单缝) 将同一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光． 形成亮纹的条件： 振动减弱的地方出现暗条纹 形成暗纹的条件： （k ＝1，2…） 光的双缝干涉 双缝 屏 激光束 d：双缝间距(μm级别) l：双缝到屏的距离(cm) 由于 d l ，运用几何知识，得 则相邻两个亮/暗条纹间距为： 由于 θ 很小(近轴) ，得 则亮纹到中心的距离： 以亮纹为例： θ θ r 可见光的波长范围在400～760nm之间 思考： 新课引入 新课引入 螺旋测微器的精确度为0.01mm， 远大于可见光的波长范围400～760nm 如何测量单色光的波长？ 双缝干涉实验 2. 原理： 1. 得到干涉条纹； 实验思路 d： 双缝间距 l：双缝到屏的距离 x：相邻明/暗纹间距 条纹间距 x a a2 a1 测量 x时，要测量n个亮纹(或暗纹)中心间的距离a，此时间距数为n-1 双缝干涉仪（光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头） 实验装置 实验器材 光具座：带有刻度尺的底座，上方安装光学元件 实验器材 光源：灯泡光源（最好为线状灯丝） 实验器材 透镜：使穿过单缝的光更加集中 实验器材 滤光片：装在单缝前，使光成为单色光 实验器材 单缝：获得线光源 双缝：获得两个相干光源 实验器材 遮光筒： 防止外界光干扰实验 实验器材 毛玻璃屏：在屏上观察干涉条纹 测量头：类似于游标卡尺或螺旋测微器 实验器材 测量头：类似于游标卡尺或螺旋测微器 测量时：使分划板中心刻线对准亮条纹的中央 分划板 中心刻线 手轮 刻度 a2 a1 两个测量条纹间的距离 a=a2－a1 实验器材 测量头：类似于游标卡尺或螺旋测微器 测量头分两种，一种是用游标卡尺进行测量，一种是螺旋测微器进行测量，在移动测量头的过程中，十字线始终处于观察视野中的中心位置。 实验步骤 1、先将光源、遮光筒依次放于光具座上，如图所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 实验步骤 2、将透镜、单缝和双缝依次安装在光具座上，使光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝相互平行，在遮光筒有光屏一端安装测量头，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。 观察白光和单色光的干涉条纹 1、调节拨杆的位置，使单双缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹。若干涉条纹不清晰，可继续调节长杆直至干涉条纹清晰明亮。此时，在屏上就会看到白光的双缝干涉图样。 2、将红色(或绿色)滤光片套在单缝前面，通过目镜可看到单色光的双缝干涉条纹。 观察白光和单色光的干涉条纹 1、单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的单色条纹； 2、白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧是对称的彩色条纹．且第一级亮条纹中，红色在最外侧。 (1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短． (2)各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹． (3)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹． 原理 干涉图样 实验步骤 3、转动手轮，使分划板中心刻线对齐某条亮纹的中央，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2；并记下两次测量的条纹数n。 4、查看说明书中，双缝到光屏的距离l以及双缝间距d。 6、换用不同的滤光片重复上述步骤。 5、代入波长计算公式，求出单色光的波长。 实验结果 绿光参考波长范围：492~577nm 红光参考波长范围是：625~ ... ...