物理 第五章 光的波动性 第2讲 学生实验：用双缝干涉测量光的波长 教科版选修34.ppt

第第2讲讲学生实验：用双缝干涉测量光的波长学生实验：用双缝干涉测量光的波长目目标标定定位位1.了了解解用用双双缝缝干干涉涉测测量量光光的的波波长长的的实实验验原原理理.2.知知道道影影响响干干涉涉条条纹纹间间距距的的因因素素.3.观观察察白白光光及及单单色色光光的的干干涉涉图图样样.4.能够利用双缝干涉实验测量单色光的波长能够利用双缝干涉实验测量单色光的波长一、实验原理一、实验原理相相邻邻两两条条亮亮条条纹纹(或或暗暗条条纹纹)的的间间距距是是x_，根根据据这这个公式，可以得出单色光的波长个公式，可以得出单色光的波长二、实验器材二、实验器材双双缝缝干干涉涉实实验验仪仪(主主要要部部件件有有遮遮光光管管、照照明明系系统统、_、观观察察筒筒及及_照照明明系系统统是是指指光光源源灯灯泡泡、透透镜镜、遮遮光光板板，单单缝缝及及滤滤光光片片，测测量量头头包包括括游游标标尺尺、分分划划板板、滑滑块块座、滑块、目镜、手轮等座、滑块、目镜、手轮等)双缝双缝 测量头测量头 三、条纹间距三、条纹间距x的测定的测定测测量量时时，先先移移动动测测量量头头上上的的手手轮轮，把把分分划划线线对对准准某某一一条条亮亮条条纹纹(或或暗暗条条纹纹)，并并记记下下它它在在游游标标尺尺上上的的读读数数x1，然然后后转转动动手手轮轮，把把分分划划线线对对准准第第n条条干干涉涉亮亮条条纹纹(或或暗暗条条纹纹)，记记下下游游标标尺尺的的读读数数xn，则则相相邻邻两两条条亮亮条条纹纹(或或暗暗条条纹纹)之之间间的的距距离为离为x_.想想一一想想实实验验中中为为什什么么不不直直接接测测出出相相邻邻两两条条亮亮条条纹纹间间的的距距离离x，而要测出，而要测出n个亮条纹间的距离，再求平均值？个亮条纹间的距离，再求平均值？答答案案由由于于光光的的波波长长很很小小，实实验验中中条条纹纹宽宽度度很很小小，直直接接测测出出一一条条条条纹纹的的宽宽度度不不准准确确或或较较难难实实现现，只只能能先先测测出出n个个条条纹纹间间距距，再再求求相相邻邻亮亮条条纹纹间间的的距距离离，这这样样既既便便于于测测量量，又又可可以以减减小小误误差差一、实验原理一、实验原理1把把遮遮光光管管架架在在支支架架环环上上，其其轴轴线线与与光光具具座座的的导导轨轨基基本本平平行行2在在遮遮光光管管的的一一端端装装上上双双缝缝，并并转转动动双双缝缝座座，使使双双缝缝与与水水平平面垂直再装好单缝管面垂直再装好单缝管二、实验步骤二、实验步骤(如图如图1所示为安装仪器示意图所示为安装仪器示意图)3让让灯灯泡泡灯灯丝丝及及透透镜镜中中心心与与单单缝缝中中心心等等高高灯灯丝丝与与单单缝缝之之间间的的距距离离约约为为25 cm.点点亮亮灯灯泡泡，上上下下或或左左右右调调节节灯灯泡泡，使使灯灯丝的放大像及缩小像均成在单缝中心丝的放大像及缩小像均成在单缝中心4在在遮遮光光管管的的另另一一端端装装上上测测量量头头在在单单缝缝管管上上装装上上拨拨杆杆，边边观观察察，边边左左右右移移动动拨拨杆杆，以以调调节节单单缝缝与与双双缝缝平平行行，直直至至看看到白光的干涉条纹最清晰到白光的干涉条纹最清晰5测测量量单单色色光光波波长长时时，在在单单缝缝前前面面加加上上红红色色或或绿绿色色滤滤光光片片即即可可看看到到红红黑黑相相间间或或绿绿黑黑相相间间的的干干涉涉条条纹纹，再再调调节节目目镜镜，就就能能同同时时清清晰晰地地看看到到分分划划线线和和干干涉涉条条纹纹，然然后后绕绕光光轴轴转转动动测测量量头头，使使分分划划线线与与干干涉涉条条纹纹平平行行，固固定定好好测测量量头头后后即即可可进进行测量行测量式式中中d为为双双缝缝中中心心距距离离，其其数数值值刻刻在在双双缝缝座座上上，一一块块为为0.250 mm，另另一一块块为为0.200 mm.l为为双双缝缝至至光光屏屏(即即分分划划板板)之之间间的的距距离离，当当遮遮光光管管未未接接长长管管时时，l600 mm；当当遮遮光光管管接上长管后，接上长管后，l700 mm.7改变双缝间的距离改变双缝间的距离d，重复上面步骤，再测量一次，重复上面步骤，再测量一次【例例1】某某同同学学用用单单色色光光进进行行双双缝缝干干涉涉实实验验，在在屏屏上上观观察察到到图图2甲甲所所示示的的条条纹纹，仅仅改改变变一一个个实实验验条条件件后后，观观察察到到的的条条纹纹如图乙所示他改变的实验条件可能是如图乙所示他改变的实验条件可能是()A减小光源到单缝的距离减小光源到单缝的距离B减小双缝之间的距离减小双缝之间的距离C减小双缝到光屏之间的距离减小双缝到光屏之间的距离D换用频率更高的单色光源换用频率更高的单色光源三、注意事项与误差分析三、注意事项与误差分析【例例2】(多多选选)某某同同学学在在做做双双缝缝干干涉涉实实验验时时，按按装装置置图图安安装装好好实实验验装装置置，在在光光屏屏上上却却观观察察不不到到干干涉涉图图样样，这这可可能能是是由由于于()A光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B没有安装滤光片没有安装滤光片C单缝与双缝不平行单缝与双缝不平行D光源发出的光束太强光源发出的光束太强解解析析安安装装实实验验器器材材时时要要注注意意：光光束束的的中中央央轴轴线线与与遮遮光光筒筒的的轴轴线线要要重重合合，光光源源与与光光屏屏正正面面相相对对，滤滤光光片片、单单缝缝和和双双缝缝要要在在同同一一高高度度，中中心心位位置置在在遮遮光光筒筒轴轴线线上上，单单缝缝与与双双缝缝要要相相互互平平行行，才才能能使使实实验验成成功功当当然然还还要要使使光光源源发发出出的的光光束束不不致致太太暗暗综综上上所述，可知选项所述，可知选项A、C正确正确答案答案AC