課標(biāo)版物理第7講實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯1.了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件。2.觀察白光和單色光的雙縫干涉圖樣。3.測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。[實(shí)驗(yàn)原理]單色光通過(guò)單縫后,經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣,圖樣中相鄰兩條亮(暗)條

紋間的距離Δx與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長(zhǎng)λ之間

滿足λ=

。[實(shí)驗(yàn)器材]雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃

屏、測(cè)量頭組成),另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺。教材研讀整理ppt[實(shí)驗(yàn)步驟]1.觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。如圖所示。

(2)接好電源,打開開關(guān),使燈絲正常發(fā)光。(3)調(diào)節(jié)各器件的高度,使光源燈絲發(fā)出的光能沿遮光筒的軸線到達(dá)光屏。(4)安裝雙縫和單縫,中心大致位于遮光筒的軸線上,使雙縫與單縫的縫平

行,二者間距約5~10cm,這時(shí),可觀察白光的干涉條紋。整理ppt(5)在單縫和光源間放上濾光片,觀察單色光的干涉條紋。2.測(cè)定單色光的波長(zhǎng)(1)安裝測(cè)量頭,調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。(2)使分劃板中心線對(duì)齊某條亮條紋的中央,記下手輪上的讀數(shù)a1,將該條紋

記為第1條亮條紋;轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心線移動(dòng)至另一亮條紋的中央,記

下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2;將該條亮紋記為第n條亮條紋,則相鄰兩亮條紋間

距Δx=

。(3)用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏間的距離l(d是已知的)。(4)重復(fù)測(cè)量、計(jì)算,求出波長(zhǎng)的平均值。整理ppt[數(shù)據(jù)處理]1.條紋間距Δx=

。2.波長(zhǎng)λ=

Δx。3.計(jì)算多組數(shù)據(jù),求λ的平均值。[注意事項(xiàng)]1.雙縫干涉儀是比較精密的儀器,應(yīng)輕拿輕放,且注意保養(yǎng)。2.安裝時(shí),注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心

軸線上,并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)。3.光源燈絲最好為線狀燈絲,并與單縫平行且靠近。整理ppt4.照在光屏上的光很弱,主要原因是燈絲與單縫、雙縫,測(cè)量頭與遮光筒不

共軸所致;干涉條紋不清晰的一般原因是單縫與雙縫不平行所致,故應(yīng)正確

調(diào)節(jié)。[誤差分析]1.雙縫到屏的距離l的測(cè)量存在誤差。2.測(cè)條紋間距Δx帶來(lái)的誤差:(1)干涉條紋沒(méi)有調(diào)整到最清晰的程度。(2)誤認(rèn)為Δx為亮(暗)條紋的寬度。(3)分劃板刻線與干涉條紋不平行,中心刻線沒(méi)有恰好位于條紋中心。(4)測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確,此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清。整理ppt考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作

典例1在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中:(1)實(shí)驗(yàn)裝置采用雙縫干涉儀,它由各部分光學(xué)元件在光具座上組成,現(xiàn)準(zhǔn)備

了下列儀器:A.光源,B.雙縫片,C.單縫片,D.濾光片,E.光屏(其中雙縫片和光

屏連在遮光筒上)。把以上儀器安裝在光具座上時(shí),正確的排列順序是

。(2)(多選)關(guān)于本實(shí)驗(yàn),正確的說(shuō)法是

(

)A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)各器件中心共軸,并且單縫和雙縫的縫應(yīng)相互平行B.觀察到的白光的干涉圖樣是:可以看到彩色的干涉條紋,中央為一條白亮

的零級(jí)干涉條紋;彩色條紋的排列,以零級(jí)亮條紋為中心左右對(duì)稱,在第一

級(jí)亮條紋中紫色在最外側(cè)考點(diǎn)突破整理pptC.看到白光的干涉條紋后,在單縫前面放上紅色或綠色濾光片,即可看到紅

黑相間或綠黑相間的干涉條紋,且紅條紋的間距比綠條紋的間距大D.測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)量頭的分劃板的中心刻線對(duì)齊條紋的中心再讀數(shù)

答案

(1)ADCBE(或EBCDA)

(2)ACD

解析

(1)雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確順序?yàn)?光源、濾光片、單縫片、雙縫片、光屏,或把它們?nèi)康惯^(guò)來(lái)也可,因此,答案為AD-

CBE或EBCDA。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使各器件的中心位于遮光筒的軸線上,且使單縫與雙縫平行,A

正確;白光的干涉圖樣是彩色條紋,中央為白色亮條紋,在第一級(jí)亮條紋中

紅色在最外側(cè),B錯(cuò)誤;由Δx=

λ得紅條紋的間距大于綠條紋的間距,C正確;為了減小誤差,應(yīng)使分劃板的中心刻線對(duì)齊條紋中心再讀數(shù),D正確。整理ppt1-1某同學(xué)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,在光屏上卻觀察不到

干涉圖樣,這可能是由于

(

)A.光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致,相差較大B.沒(méi)有安裝濾光片C.單縫與雙縫平行D.光源發(fā)出的光束太強(qiáng)

答案

A安裝實(shí)驗(yàn)器件時(shí)要注意使光束的中央軸線與遮光筒的軸線重合,光源與光屏正面相對(duì),濾光片、單縫和雙縫要在同一高度,中心位置在

遮光筒軸線上,單縫與雙縫要相互平行,還要使光源發(fā)出的光不要太暗,才

能使實(shí)驗(yàn)成功,本實(shí)驗(yàn)如果沒(méi)有安裝濾光片,則會(huì)觀察到彩色干涉條紋,故

選A。整理ppt1-2用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)中采用雙縫干涉儀,它包括以下元件:A.白熾燈

B.單縫片C.光屏

D.雙縫E.遮光筒

F.濾光片(其中雙縫和光屏連在遮光筒上)整理ppt(1)正確調(diào)節(jié)裝置后,在屏上觀察到紅光干涉條紋,用測(cè)量頭測(cè)出10條紅亮條

紋間的距離為a;改用綠色濾光片,其他條件不變,用測(cè)量頭測(cè)出10條綠亮條

紋間的距離為b,則一定有a

b(填“大于”、“小于”或“等

于”)。(2)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,濾光片的作用是

,單縫的作用是

,

雙縫的作用是

。

答案

(1)大于

(2)獲得單色光形成線光源形成相干光源

解析

(1)由于紅光的波長(zhǎng)大于綠光的波長(zhǎng),根據(jù)Δx=

λ可知,紅色光的干涉條紋間距大于綠色光的干涉條紋間距,因此a>b。(2)各元件的作用為:濾光片的作用是獲得單色光,單縫的作用是形成線光

源,雙縫的作用是形成相干光源。整理ppt考點(diǎn)二儀器讀數(shù)與數(shù)據(jù)處理

典例2現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片

E等光學(xué)元件,要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用

以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。

(1)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟有:①取下遮光筒左側(cè)的元件,調(diào)節(jié)光源高度,使光束能直接沿遮光筒軸線把屏

照亮;整理ppt②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件,并使各元件的中心位于遮光筒

的軸線上;③用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離;④用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意

和

。(2)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊,將該亮紋定為第1條

亮紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖(a)所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中

心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊,記下此時(shí)圖(b)中手輪上的示數(shù)為

mm,求得相鄰亮紋的間距Δx=

mm。整理ppt

(3)已知雙縫間距d為2.0×10-4m,測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700m,由計(jì)算式λ

=

,求得所測(cè)紅光的波長(zhǎng)為

nm。

答案

(1)見(jiàn)解析(2)13.870

2.310(3)

6.6×102(或660)整理ppt

解析

(1)在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意的事項(xiàng)有:放置單縫、雙縫時(shí),必須使縫平行;單縫、雙縫間距離大約為5~10cm。(2)圖(b)讀數(shù)為x2=13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm,圖(a)讀數(shù)為x1=2.0mm+32.0×0.01mm=2.320mm所以相鄰亮紋間距Δx=

=

mm=2.310mm(3)由條紋間距離公式Δx=

λ得λ=

,代入數(shù)值得λ=6.6×10-7m=6.6×102

nm。整理ppt2-1用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),已知雙縫間距離d的大小恰好是圖

丁中游標(biāo)卡尺的讀數(shù);雙縫到毛玻璃間的距離大小由圖丙中的毫米刻度尺

讀出;實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)測(cè)量頭(如圖甲所示)上的手輪,把分劃線對(duì)準(zhǔn)靠近最左

邊的一條亮條紋中心線(如圖乙所示),并記下測(cè)量頭的讀數(shù)x1(如圖戊所示),

然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,把分劃線向右移動(dòng),直到對(duì)準(zhǔn)第7條亮條紋并記下測(cè)量頭的

讀數(shù)x2(如圖已所示),由以上測(cè)量數(shù)據(jù)求該單色光的波長(zhǎng)。整理ppt

整理ppt

答案

8.0×10-7m

解析根據(jù)條紋間距公式Δx=

λ可知,波長(zhǎng)λ=

Δx,由丁圖可直接讀出d=0.25mm=0.00025m雙縫到屏的距離由丙圖讀出l=749.5mm=0.7495m由圖乙、戊、已可知,相鄰兩條亮條紋間的距離Δx=

mm=2.400mm=0.002400m,將以上數(shù)據(jù)代入得λ=

=

m≈8.0×10-7m。整理ppt2-2

[2015課標(biāo)Ⅰ,34(1),5分]在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,分別用紅色和綠色的激光

照射同一雙縫,在雙縫后的屏幕上,紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉

條紋間距Δx2相比,Δx1

Δx2(填“>”、“=”或“<”)。若實(shí)驗(yàn)中紅

光