实验：用双缝干涉测量光的波长_ppt课件.pptx

精品课件高中物理选择性必修1第四章光新人教版 实验：用双缝干涉测量光的波长实验：用双缝干涉测量光的波长特级教师优秀课件精选了解“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理，知道影响干涉条纹宽度的因素教学目教学目标标经历用双缝干涉测量光的波长的实验过程，加深对双缝反射图样的认识和理解，养成合作意识相邻亮条纹中心间距公式的推导及应用相邻亮条纹中心间距公式的推导及应用教学重点教学重点教学教学难难点点利用双缝干涉测量光的波长利用双缝干涉测量光的波长用同样的实验装置观察双缝干涉条纹，红光与蓝光条纹间距会一样宽吗？出现亮条纹和暗条纹的条件亮条纹暗条纹（n=0，1，2，3）（n=0，1，2，3）条条纹间纹间距一定不一距一定不一样宽样宽条纹间距的定量公式是怎样的？知道条纹间距的计算公式知道白光的干涉条纹是彩色的知道两缝间距离越小、缝到屏的距离越大、光波的波长越大，条纹的宽度就越大知道干涉条纹是等间距、明暗相间的干涉条干涉条纹纹的的间间距距现在我们来研究与O点距离为x的P点的情况。如图所示，设双缝的距离为d，到屏的距离为l，且ld，的距离相等。的距离相等。相相邻邻亮条亮条纹间纹间距公式的理距公式的理论论推推导导O到到从图可知两式相减，可得相相邻邻亮条亮条纹间纹间距公式的理距公式的理论论推推导导相相邻邻亮条亮条纹间纹间距公式的理距公式的理论论推推导导若P处为亮条纹，则解得：相相邻邻两亮条两亮条纹纹或暗条或暗条纹纹的中的中心心间间距：距：相相邻邻亮条亮条纹间纹间距公式的理距公式的理论论推推导导与两缝之间的距离d相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略。由于两缝之间的距离d远远小于缝到屏的距离l相相邻邻亮条亮条纹间纹间距公式的理距公式的理论论推推导导根据三角函数的关系，有又因为当两列波的路程差为波长的整数倍时才会出现亮条纹，即：相相邻邻亮条亮条纹间纹间距公式的理距公式的理论论推推导导即，亮条纹中心的位置为：相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是：相相邻邻亮条亮条纹间纹间距公式的理距公式的理论论推推导导相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距：故可利用此关系测量光的波长了解利用干涉测波长的原理知道仪器共线、单缝与双缝平行知道各光学原件的顺序了解利用干涉测波长的步骤实验实验：测测定光波的波定光波的波长长观察白光及单色光的双缝干涉图样实验实验目的目的可测已知只需测出相邻两亮（或暗）条纹中心间距实验实验原理原理相邻两亮（或暗）条纹中心间距的测量测量时先转动测量头，让让分划板中心刻分划板中心刻线线与干涉条与干涉条纹纹平行平行，然后转动手轮，使分划板向左（或向右）移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐。记下此时读数，再转动手轮，用同用同样样的方的方法法测测出出n个亮条个亮条纹间纹间的距离的距离a，则可求出相邻两亮条纹间的距离测量头由分划板、目镜、手轮等构成实验实验原理原理包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头实验实验器材器材双缝干涉仪a.将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。b.使灯丝正常发光。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。实验实验步步骤骤观观察双察双缝缝干涉干涉图样图样c.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，二者间距约5cm10cm，这时，可观察白光的干涉条纹。实验实验步步骤骤观观察双察双缝缝干涉干涉图样图样d.在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。实验实验步步骤骤观观察双察双缝缝干涉干涉图样图样a.安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。实验实验步步骤骤测测定定单单色光的波色光的波长长则相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离为待测的光波波长为c.用刻度尺测量双缝到光屏间距离d.重复测量、计算，求出波长的平均值。e.换用不同滤光片，重复实验。实验实验步步骤骤测测定定单单色光的波色光的波长长实验实验步步骤骤的反思的反思滤光片有什么作用？滤光片的作用是产生单色光测量头如何读数？与螺旋测微器读数方式相同，先读固定刻度，注意半刻度线是否露出，然后读可动刻度。实验实验步步骤骤的反思的反思单缝、双缝、光源、滤光片、遮光筒、毛玻璃屏等元件放置顺序如何？光具座上依次放置光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏。实验实验步步骤骤的反思的反思如何解释白光产生的干涉图样？从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，中央亮条纹为白色条纹；两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。掌握光波波长的数据的测量与处理方法知道n个条纹的处理方法掌握螺旋测微器、游标卡尺、刻度尺的测量方法，有效数字测测定光波波定光波波长长的数据的数据处处理理数据数据处处理理换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。注意事注意事项项a.放置单缝和双缝时，必须使缝平行。b.要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上。c.测量头的中心刻线要对着亮(或暗)条纹的中心。e.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所致，干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行。误误差分析差分析1.测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次多次测测量求平均量求平均值值的办法减小误差。干涉条纹没有调到最清晰的程度。测量多条亮条纹间距离时读数不准确。分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。问题问题与与练习练习用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.2mm，用的是绿色滤光片，在毛玻璃屏上可以看到绿色干涉条纹。（1）毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直还是平行？（2）如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？（3）把绿色滤光片换为红色，相邻两个亮条纹中心的距离增大了。这说明哪种色光的波长较长？（4）如果改用间距为0.3mm的双缝，相邻两个亮条纹中心的距离会有什么变化？（5）如果用灯泡与双缝间的单缝向双缝移近，相邻两亮条纹中心的距离是否变化？平行距离变大红色光波长更长距离变小不变化问题问题与与练习练习通过测多个亮条纹宽度求平均值可减少实验误差问题问题与与练习练习用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的距离为0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测出，第1个亮条纹到第10个亮条纹的中心间距为22.78mm，求这种单色光的波长。根据题目可知问题问题与与练习练习