高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十二 實(shí)驗(yàn)十五 用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)課件 新人教版.ppt

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實(shí)驗(yàn)十五用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 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 圖S15 1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 學(xué)生電源 導(dǎo)線 刻度尺 實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟 1 觀察干涉條紋 遮光筒 毛玻璃屏 1 將光源 依次安放在光具座上 如圖S15 2所示 圖S15 2 2 接好光源 打開(kāi)開(kāi)關(guān) 使燈絲正常發(fā)光 3 調(diào)節(jié)各器件的高度 使光源發(fā)出的光能沿 到達(dá) 光屏 軸線 雙縫 單縫 軸線 平行 4 安裝 和 中心大致位于遮光筒的 上 使雙縫與單縫的縫 二者間距約5 10cm 這時(shí) 可觀察白光的干涉條紋 濾光片 毛玻璃屏 5 在單縫和光源間放上 6 用刻度尺測(cè)量雙縫到 的距離L d是已知的 7 重復(fù)測(cè)量 2 測(cè)定單色光的波長(zhǎng) 干涉 手輪上 1 1 安裝測(cè)量頭 調(diào)節(jié)至可清晰觀察到 條紋 2 使分劃板 對(duì)齊某條亮條紋的中央 記下 的讀數(shù)a1 將該條紋記為第 條亮紋 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的 記下此時(shí)手輪上 的讀數(shù)a2 將該條紋記為第 條亮紋 中央 n 中心刻線 數(shù)據(jù)處理 1 條紋間距 x 觀察單色光的干涉條紋 2 波長(zhǎng) 3 計(jì)算多組數(shù)據(jù) 求 的平均值 實(shí)驗(yàn)分析誤差分析 1 雙縫到屏的距離l的測(cè)量存在誤差 2 測(cè)條紋間距 x帶來(lái)的誤差 干涉條紋沒(méi)有調(diào)整到最清晰的程度 誤認(rèn)為 x為亮 暗 條紋的寬度 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 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 基礎(chǔ)檢測(cè) 2015年湖北八校聯(lián)考 在 用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 的實(shí)驗(yàn)中 請(qǐng)按照題目要求回答下列問(wèn)題 1 如圖S15 3中甲 乙兩圖所示都是光的條紋形狀示意圖 其中干涉圖樣是 圖S15 3 甲 2 將下表中的光學(xué)元件放在圖S15 3丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置 并用此裝置測(cè)量紅光的波長(zhǎng) 將白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光學(xué)元件 由左至右 表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為 填寫元 件代號(hào) CEDBA 3 已知該裝置中雙縫間距d 0 50mm 雙縫到光屏的距離L 0 50m 在光屏上得到的干涉圖樣如圖S15 4甲所示 分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖乙所示 則其示數(shù)為 mm 在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖丙所示 由以上所測(cè)數(shù)據(jù)可以得出形 成此干涉圖樣的單色光的波長(zhǎng)為 m 111 10 圖S15 4 考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析 重點(diǎn)歸納 1 保證燈絲 單縫 雙縫 測(cè)量頭與遮光筒共軸 2 保持單縫和雙縫平行 典例剖析 例1 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S15 5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) 圖S15 5 1 將白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光學(xué)元件 由左至右 表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C A 2 本實(shí)驗(yàn)的步驟有 取下遮光筒左側(cè)的元件 調(diào)節(jié)光源高度 使光束能沿遮 光筒的軸線把屏照亮 按合理的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 用刻度尺測(cè)量雙縫到屏的距離 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 時(shí)還應(yīng)注意 和 解析 1 濾光片E可以從白光中選出單色紅光 單縫D是獲取線光源 雙縫B是獲得相干光源 最后成像在毛玻璃屏A上 所以排列順序?yàn)?C E D B A 2 在操作步驟 時(shí)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 雙縫間的距離要適當(dāng) 要保證光源 濾光片 單縫 雙縫和光屏的中心在同一軸線上 答案 1 ED B 單縫和雙縫間距離 2 旋轉(zhuǎn)單縫 雙縫時(shí) 必須使縫平行要適當(dāng) 考點(diǎn)練透 1 2015年山西太原模擬 1 如圖S15 6所示 在 用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 實(shí)驗(yàn)中 光具座上放置的光學(xué)元件依次為 光源 遮光筒 光屏 對(duì)于某種單色光 為增加相鄰亮紋 暗紋 間的距離 可采取 或 的方法 圖S15 6 2 如果將燈泡換成激光光源 該實(shí)驗(yàn)照樣可以完成 這時(shí) 可以去掉的部件是 填數(shù)字代號(hào) 3 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪 使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋 讀下手輪的讀數(shù)如圖S15 7甲所示 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮條紋 讀下手輪的讀數(shù)如圖乙所示 則相鄰兩亮條紋的間距是 mm 圖S15 7 4 如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0 30mm 雙縫和光屏之間的距離是900mm 則待測(cè)光的波長(zhǎng)是 m 計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 答案 1 濾光片 單縫 雙縫 增加雙縫到光屏間的距離 或選用較長(zhǎng)的遮光筒 減小雙縫之間的距離 2 3 1 610 4 5 37 10 7 考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理與誤差分析 典例剖析 例2 2015年新課標(biāo)卷 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 x1與綠光的干涉條紋間距 x2相比 x1 x2 填 或 若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630nm 雙縫到屏幕的距離為1m 測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10 5mm 則雙縫之間的距離為 mm 答案 0 3 考點(diǎn)練透 2 2015年福建廈門聯(lián)考 在 用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 的 實(shí)驗(yàn)中 實(shí)驗(yàn)裝置如圖S15 8所示 圖S15 8 1 某同學(xué)以線狀白熾燈為光源 對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀 察了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后 總結(jié)出以下幾點(diǎn) A 燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B 干涉條紋與雙縫垂直 C 干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D 干涉條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān) 以上幾點(diǎn)中 你認(rèn)為正確的是 2 當(dāng)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線對(duì)齊某條紋的中心時(shí) 手 輪上的示數(shù)如圖S15 9甲所示 該讀數(shù)為 mm 圖S15 9 3 如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上 如圖乙所示 則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉條紋的間距 x時(shí) 測(cè)量值 實(shí)際值 填 大于 小于 或 等于 答案 1 濾光片 單縫 雙縫 增加雙縫到光屏間的距離 或選用較長(zhǎng)的遮光筒 減小雙縫之間的距離 2 3 1 610 4 5 37 10 7