高考物理一輪總復習 專題十二 實驗十五 用雙縫干涉測光的波長課件 新人教版.ppt

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實驗十五用雙縫干涉測光的波長 實驗準備實驗目的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 測定單色光的波長 實驗原理 圖S15 1實驗器材雙縫干涉儀 由光具座 光源 濾光片 單縫 雙縫 遮光筒 毛玻璃屏 測量頭組成 學生電源 導線 刻度尺 實驗過程實驗步驟 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 使光源發(fā)出的光能沿 到達 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 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 用刻度尺測量雙縫到 的距離L d是已知的 7 重復測量 2 測定單色光的波長 干涉 手輪上 1 1 安裝測量頭 調(diào)節(jié)至可清晰觀察到 條紋 2 使分劃板 對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)動手輪 使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的 記下此時手輪上 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 3 計算多組數(shù)據(jù) 求 的平均值 實驗分析誤差分析 1 雙縫到屏的距離l的測量存在誤差 2 測條紋間距 x帶來的誤差 干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度 誤認為 x為亮 暗 條紋的寬度 分劃板刻線與干涉條紋不平行 中心刻線沒有恰好位于 條紋中心 測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準確 此間距中的條 紋數(shù)未數(shù)清 基礎檢測 2015年湖北八校聯(lián)考 在 用雙縫干涉測光的波長 的實驗中 請按照題目要求回答下列問題 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 將下表中的光學元件放在圖S15 3丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置 并用此裝置測量紅光的波長 將白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光學元件 由左至右 表示各光學元件的排列順序應為 填寫元 件代號 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位置時游標卡尺如圖乙所示 則其示數(shù)為 mm 在B位置時游標卡尺如圖丙所示 由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形 成此干涉圖樣的單色光的波長為 m 111 10 圖S15 4 考點1實驗操作及實驗現(xiàn)象分析 重點歸納 1 保證燈絲 單縫 雙縫 測量頭與遮光筒共軸 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 用以測量紅光的波長 圖S15 5 1 將白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光學元件 由左至右 表示各光學元件的字母排列順序應為C A 2 本實驗的步驟有 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元件 并使各元件 的中心位于遮光筒的軸線上 用刻度尺測量雙縫到屏的距離 用測量頭 其讀數(shù)方法同螺旋測微器 測量數(shù)條亮紋間的 距離 在操作步驟 時還應注意 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 所以排列順序為 C E D B A 2 在操作步驟 時應注意的事項有 放置單縫 雙縫時 必須使縫平行 單縫 雙縫間的距離要適當 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 必須使縫平行要適當 考點練透 1 2015年山西太原模擬 1 如圖S15 6所示 在 用雙縫干涉測光的波長 實驗中 光具座上放置的光學元件依次為 光源 遮光筒 光屏 對于某種單色光 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 該實驗照樣可以完成 這時 可以去掉的部件是 填數(shù)字代號 3 轉(zhuǎn)動測量頭的手輪 使分劃板中心刻線對準第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)動手輪 使分劃板中心刻線對準第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 則待測光的波長是 m 計算結(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 或選用較長的遮光筒 減小雙縫之間的距離 2 3 1 610 4 5 37 10 7 考點2數(shù)據(jù)處理與誤差分析 典例剖析 例2 2015年新課標卷 在雙縫干涉實驗中 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 若實驗中紅光的波長為630nm 雙縫到屏幕的距離為1m 測得第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 考點練透 2 2015年福建廈門聯(lián)考 在 用雙縫干涉測光的波長 的 實驗中 實驗裝置如圖S15 8所示 圖S15 8 1 某同學以線狀白熾燈為光源 對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀 察了實驗現(xiàn)象后 總結(jié)出以下幾點 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有關(guān) 以上幾點中 你認為正確的是 2 當測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時 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 則在這種情況下來測量干涉條紋的間距 x時 測量值 實際值 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 或選用較長的遮光筒 減小雙縫之間的距離 2 3 1 610 4 5 37 10 7