高中物理 实验　用双缝干涉测光的波长精品课件 鲁科选修34.ppt

实验用双缝干涉测光的波长实验用双缝干涉测光的波长2021/8/11 星期三1课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练 实实验验2021/8/11 星期三2课前自主学案课前自主学案2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42用用测测微微目目镜镜测测条条纹纹间间距距y：两两条条相相邻邻亮亮(或或暗暗)条条纹纹间间的的距距离离y用用测测微微目目镜镜测测出出测测微微目目镜镜由由分分划划板板、目目镜镜、手手轮轮等等构构成成如如图图5116所所示示转转动动手手轮轮，分分划划板板会会左左、右右移移动动测测量量时时，应应使使分分划划板板中中心心线线对对齐齐某某条条亮亮(或或暗暗)条条纹纹的的中中心心，记记下下此此时时手手轮轮上上的的读读数数a1，转转动动手手轮轮，使使分分划划板板向向一一侧侧移移动动，当当分分划划板板中中心心刻刻线线对对齐齐相相邻邻的的下下一一条条亮亮(或或暗暗)条条纹纹中中心心时时，记记下下手手轮轮上上的的读读数数a2，两两次次读读数数之之差差就就是是相相邻邻两两条条亮亮(或或暗暗)条条纹纹间间的的距距离离，即即y|a1a2|.2021/8/11 星期三5图图51162021/8/11 星期三6三、三、实验实验器材器材双双缝缝干干涉涉仪仪，即即光光具具座座、光光源源、滤滤光光片片、单单缝缝屏屏、双双缝缝屏屏、遮遮光光筒筒、毛毛玻玻璃璃屏屏、测测微微目目镜镜，另外另外还还有学生有学生电电源、源、导线导线、刻度尺、刻度尺2021/8/11 星期三7四、四、实验实验步步骤骤1器材的安装与器材的安装与调调整整(1)先先将将光光源源、遮遮光光筒筒依依次次放放于于光光具具座座上上，调调整整光光源源的的高高度度，使使它它发发出出的的一一束束光光沿沿着着遮遮光光筒筒的的轴线轴线把屏照亮把屏照亮2021/8/11 星期三8(2)将将单单缝缝和和双双缝缝安安装装在在光光具具座座上上，使使光光源源、单单缝缝及及双双缝缝三三者者的的中中心心位位于于遮遮光光筒筒的的轴轴线线上上，并并注注意意使使双双缝缝与与单单缝缝相相互互平平行行，在在遮遮光光筒筒有有光光屏屏的的一一端端安安装装测测微微目目镜镜，如如图图5117所所示示，调调整整分分划划板板位置直到分划板中心刻位置直到分划板中心刻线线位于光屏中央位于光屏中央图图51172021/8/11 星期三92观观察双察双缝缝干涉干涉图样图样(1)调调节节单单缝缝的的位位置置，使使单单缝缝和和双双缝缝间间距距离离保保持持在在510 cm，使使缝缝相相互互平平行行，中中心心大大致致位位于于遮遮光光筒筒的的轴轴线线上上，这这时时通通过过测测微微目目镜镜上上的的目目镜镜观观察察干干涉涉条条纹纹，若若干干涉涉条条纹纹不不清清晰晰，可可通通过过遮遮光光筒筒上上的的调调节节长长杆杆轻轻轻轻拨拨动动双双缝缝，即即可可使使干干涉涉条条纹纹清清晰晰明明亮在屏上就会看到白光的双亮在屏上就会看到白光的双缝缝干涉干涉图样图样(2)将将红红色色(或或绿绿色色)滤滤光光片片套套在在单单缝缝前前面面，通通过过目目镜镜可看到可看到单单色光的双色光的双缝缝干涉条干涉条纹纹2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12核心要点突破核心要点突破一、注意事一、注意事项项1放放置置单单缝缝和和双双缝缝时时，必必须须使使缝缝平平行行，间间距距大大约约510cm.2要要保保证证光光源源、滤滤光光片片、单单缝缝、双双缝缝和和光光屏屏的的中心在同一条中心在同一条轴线轴线上上3测测量量头头的的中中心心刻刻线线要要对对应应着着亮亮(或或暗暗)纹纹的的中中心心2021/8/11 星期三134要要多多测测几几个个亮亮纹纹(或或暗暗纹纹)中中心心间间的的距距离离，取取平平均均值值求求y.5光光源源灯灯丝丝最最好好为为丝丝状状灯灯丝丝，并并与与单单缝缝平平行行且且靠近靠近6调调节节的的基基本本依依据据是是：照照在在像像屏屏上上的的光光很很弱弱，主主要要原原因因是是灯灯丝丝与与单单缝缝、双双缝缝、测测量量头头与与遮遮光光筒筒不不共共轴轴所所致致，干干涉涉条条纹纹不不清清晰晰一一般般主主要要原原因因是是单单缝缝与双与双缝缝不平行所致不平行所致2021/8/11 星期三14二、二、误误差分析差分析1双双缝缝到到屏屏的的距距离离l的的测测量量带带来来的的误误差差，可可选选用用毫毫米米刻刻度度尺尺，采采用用多多次次测测量量求求平平均均值值的的办办法法减小减小误误差差2测测条条纹间纹间距距y带带来的来的误误差差(1)干涉条干涉条纹纹没有没有调调到最清晰的程度到最清晰的程度(2)分分划划板板刻刻线线与与干干涉涉条条纹纹不不平平行行，中中心心刻刻线线没没有恰好位于条有恰好位于条纹纹中心中心(3)测测量多条亮量多条亮纹间纹间距离距离时读时读数不准确数不准确2021/8/11 星期三15课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一双缝干涉实验双缝干涉实验田田现现有有毛毛玻玻璃璃屏屏A、双双缝缝B、白白光光光光源源C、单单缝缝D和和透透红红光光的的滤滤光光片片E等等光光学学元元件件，要要把把它它们们放放在在如如图图5118所所示示的的光光具具座座上上组组装装成成双双缝缝干干涉涉装装置置，用以用以测测量量红红光的波光的波长长例例例例1 1图图51182021/8/11 星期三16(1)将将白白光光光光源源C放放在在光光具具座座最最左左端端，依依次次放放置置其其他他光光学学元元件件，由由左左至至右右，表表示示各各光光学学元元件件的的字字母母排排列列顺顺序序为为C、_、_、_、A.2021/8/11 星期三17(2)本本实验实验的步的步骤骤有：有：取取下下遮遮光光筒筒左左侧侧的的元元件件，调调节节光光源源高高度度，使使光光束能直接沿遮光筒束能直接沿遮光筒轴线轴线把屏照亮；把屏照亮；按按合合理理顺顺序序在在光光具具座座上上放放置置各各光光学学元元件件，并并使使各元件的中心位于遮光筒的各元件的中心位于遮光筒的轴线轴线上；上；用米尺用米尺测测量双量双缝缝到屏的距离；到屏的距离；用用测测量量头头(其其读读数数方方法法同同螺螺旋旋测测微微器器)测测量量数数条条亮亮纹间纹间的距离的距离在在 操操 作作 步步 骤骤 时时 还还 应应 注注 意意 _和和_2021/8/11 星期三18(3)将将测测量量头头的的分分划划板板中中心心刻刻线线与与某某亮亮纹纹中中心心对对齐齐，将将该该亮亮纹纹定定为为第第1条条亮亮纹纹，此此时时手手轮轮上上的的示示数数如如图图5119甲甲所所示示然然后后同同方方向向转转动动测测量量头头，使使分分划划板板中中心心刻刻线线与与第第6条条亮亮纹纹中中心心对对齐齐，记记下下此此时时图图乙乙中中手手轮轮上上的的示示数数_mm，求求得相得相邻邻亮亮纹纹的的间间距距x为为_mm.图图51192021/8/11 星期三19(4)已已知知双双缝缝间间距距d为为2.0104 m，测测得得双双缝缝到到屏屏的的距距离离l为为0.700 m，由由计计算算式式_，求得所求得所测红测红光波光波长为长为_ nm.【自自主主解解答答】(1)滤滤光光片片E是是从从白白光光中中选选出出单单色色红红光光，单单缝缝屏屏是是获获取取线线光光源源，双双缝缝屏屏是是获获得得相相干干光光源源，最最后后在在毛毛玻玻璃璃屏屏上上成成像像所所以以排排列列顺顺序序为为：C、E、D、B、A.2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21【答案答案】见见精精讲讲精析精析2021/8/11 星期三22变变式式训训练练1某某同同学学在在做做双双缝缝干干涉涉实实验验时时，测测得得双双缝缝间间距距d3.0103 m，双双缝缝到到光光屏屏间间的的距距离离为为1 m，前前两两次次测测量量手手轮轮上上的的示示数数分分别别为为0.6103 m和和6.6103 m，两两次次分分划划板板中中心心刻刻线线间间有有5条条暗条暗条纹纹，求，求该单该单色光的波色光的波长长2021/8/11 星期三23答案：答案：4.5106m2021/8/11 星期三24在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中，以以白白光光为为光光源源，在在屏屏幕幕上上观观察察到到了了彩彩色色干干涉涉条条纹纹若若在在双双缝缝中中的的一一缝缝前前放放一一红红色色滤滤光光片片(只只能能透透过过红红光光)，另另一一缝缝前前放放一一绿绿色色滤滤光片光片(只能透只能透过绿过绿光光)，这时这时()例例例例2 2类型二类型二扩扩展展应应用用2021/8/11 星期三25A只只有有红红色色和和绿绿色色的的双双缝缝干干涉涉条条纹纹，其其他他颜颜色色的的双双缝缝干涉条干涉条纹纹消失消失B红红色色和和绿绿色色的的双双缝缝干干涉涉条条纹纹消消失失，其其他他颜颜色色的的双双缝缝干涉条干涉条纹纹依然存在依然存在C任任何何颜颜色色的的双双缝缝干干涉涉条条纹纹都都不不存存在在，但但屏屏上上仍仍有光亮有光亮D屏上无任何光亮屏上无任何光亮2021/8/11 星期三26【精精讲讲精精析析】波波的的干干涉涉条条件件是是两两列列波波频频率率相相同同，因因此此红红色色光光和和绿绿色色光光不不可可能能发发生生干干涉涉现现象象，但但红红色色光光和和绿绿色色光光都都各各自自发发生生衍衍射射现现象象，在在屏屏上上看看到到的是的是红红色和色和绿绿色光叠加后的光，因此只有色光叠加后的光，因此只有C正确正确【答案答案】C2021/8/11 星期三27变变式式训训练练2(2020年年抚抚顺顺市市六六校校联联合合体体高高二二期期末末)激激光光散散斑斑测测速速是是一一种种崭崭新新的的测测速速技技术术，它它应应用用了了光光的的干干涉涉原原理理用用二二次次曝曝光光照照相相所所获获得得的的“散散斑斑对对”相相当当于于双双缝缝干干涉涉实实验验中中的的双双缝缝，待待测测物物体体的的速速度度与与二二次次曝曝光光时时间间间间隔隔t的的乘乘积积等等于于双双缝缝间间距距实实验验中中可可测测得得二二次次曝曝光光时时间间间间隔隔t、双双缝缝到到屏屏的的距距离离l以以及及相相邻邻两两条条亮亮纹纹间间距距y.若若所所用用激激光光波波长长为为，则则该该实实验验确定物体运确定物体运动动速度的表达式是速度的表达式是()2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30