全程复习广西专用年高考物理一轮复习实验二用双缝干涉测光的波长新人教版省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、试验二 用双缝干涉测光波长第第1 1页页1.1.了解光波产生稳定干涉现象条件,能安装和调试仪器了解光波产生稳定干涉现象条件,能安装和调试仪器2.2.观察白光及单色光双缝干涉图样观察白光及单色光双缝干涉图样3.3.掌握由公式掌握由公式 测波长方法测波长方法第第2 2页页1 1光源发出光经滤光片成为单色光,单色光经单缝、双缝后光源发出光经滤光片成为单色光,单色光经单缝、双缝后在屏上产生稳定干涉图样在屏上产生稳定干涉图样2 2依据由公式依据由公式 推导出推导出 能够计算出单色光能够计算出单色光波长波长.公式中公式中d d为双缝间距离,为双缝间距离,xx为相邻两条亮(暗)纹间距为相邻两条亮(暗)纹间距
2、离,离,l为双缝到屏距离,试验中为双缝到屏距离,试验中d d是已知,所以只要测出是已知,所以只要测出l、xx即可测出光波长即可测出光波长.x.x可由测量头测出可由测量头测出n n条亮(暗)纹条亮(暗)纹宽度宽度a a,利用计算式,利用计算式 求出求出第第3 3页页双缝干涉仪(即:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光双缝干涉仪(即:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏)、学生电源、导线、有毫米刻度米尺、测量头筒、毛玻璃屏)、学生电源、导线、有毫米刻度米尺、测量头.第第4 4页页一、试验步骤一、试验步骤1 1观察双缝干涉图样观察双缝干涉图样(1 1)把直径约)把直径约10 cm10
3、 cm、长约、长约1 cm1 cm遮光筒水平放在光具座上,筒遮光筒水平放在光具座上,筒一端装有双缝,另一端装有毛玻璃屏,如图所表示一端装有双缝,另一端装有毛玻璃屏,如图所表示.第第5 5页页(2 2)取下双缝,打开光源,调整光源高度,使它发出一束光能)取下双缝,打开光源,调整光源高度,使它发出一束光能够沿着遮光筒轴线把屏照亮够沿着遮光筒轴线把屏照亮.(3 3)放好单缝和双缝,单缝和双缝间距离约为)放好单缝和双缝,单缝和双缝间距离约为5 510 cm10 cm,使单,使单缝和双缝平行,中心大致位于遮光筒轴线上缝和双缝平行,中心大致位于遮光筒轴线上.这时在屏上观察白这时在屏上观察白光双缝干涉图样光
4、双缝干涉图样.(4 4)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光干涉图样,分别)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光干涉图样,分别改变滤光片和双缝,观察干涉图样改变改变滤光片和双缝,观察干涉图样改变.第第6 6页页2 2测定单色光波长测定单色光波长(1 1)安装测量头(测量头由分划板、目)安装测量头(测量头由分划板、目镜、手轮等组成,如图所表示),调整至镜、手轮等组成,如图所表示),调整至可清楚观察到干涉条纹可清楚观察到干涉条纹.(2 2)使分划板中心刻度线对齐某条亮条纹中央,记下轮上读数)使分划板中心刻度线对齐某条亮条纹中央,记下轮上读数a a1 1,移动手轮,使分划板中心刻度线移动,记下移动条
5、纹数,移动手轮,使分划板中心刻度线移动,记下移动条纹数n n和和移动后手轮读数移动后手轮读数a a2 2,a a1 1和和a a2 2之差之差a a即为即为n n条亮纹间距条亮纹间距.第第7 7页页(3 3)用米尺测出双缝到屏距离)用米尺测出双缝到屏距离l,屡次测量取平均值,屡次测量取平均值.(4 4)换用不一样颜色滤光片,观察干涉条纹间距离改变,并求)换用不一样颜色滤光片,观察干涉条纹间距离改变,并求出对应波长出对应波长.二、数据处理二、数据处理1.1.条纹间距:条纹间距:2.2.波长计算:由波长计算:由 得得第第8 8页页这个试验误差主要是由两个测量产生,即:这个试验误差主要是由两个测量产
6、生,即:(1 1)使用毫米刻度尺测量双缝到屏距离会产生误差,可屡次测)使用毫米刻度尺测量双缝到屏距离会产生误差,可屡次测量取平均值减小误差量取平均值减小误差.(2 2)在使用测量头调整分划板中心刻度线是否与条纹中心线对)在使用测量头调整分划板中心刻度线是否与条纹中心线对齐时会产生误差,条纹数目齐时会产生误差,条纹数目n n选取多些、并屡次测量取平均值可选取多些、并屡次测量取平均值可减小误差减小误差.因为光波波长非常小,因为光波波长非常小,l和和xx测量对波长影响很大,所以测量测量对波长影响很大,所以测量时要非常慎重时要非常慎重.第第9 9页页1 1双缝干涉仪是比较精密仪器,应轻拿轻放,不要随便
7、拆解遮双缝干涉仪是比较精密仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒、测量头等元件光筒、测量头等元件2 2安装时,注意调整光源、滤光片、单缝、双缝中心均在遮光安装时,注意调整光源、滤光片、单缝、双缝中心均在遮光筒中心轴线上,并使单缝、双缝相互平行筒中心轴线上,并使单缝、双缝相互平行3 3滤光片、单缝、双缝等如有灰尘,应用擦镜纸或洁净软布轻滤光片、单缝、双缝等如有灰尘,应用擦镜纸或洁净软布轻轻擦去轻擦去4 4光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近5 5双缝干涉演示仪测量头有两种,一个相当于螺旋测微器,一双缝干涉演示仪测量头有两种,一个相当于螺旋测微器,一个
8、相当于游标卡尺,详细应用时要加以区分个相当于游标卡尺,详细应用时要加以区分第第1010页页应用双棱镜进行干涉试验应用双棱镜进行干涉试验1.1.试验器材试验器材钠光灯、双棱镜、可调狭缝、凸透镜、毛玻璃屏、测微目镜、钠光灯、双棱镜、可调狭缝、凸透镜、毛玻璃屏、测微目镜、读数显微镜、白炽灯、氦氖激光器、短焦距扩束透镜、光具座、读数显微镜、白炽灯、氦氖激光器、短焦距扩束透镜、光具座、滑块等滑块等.第第1111页页2 2试验原理试验原理双棱镜是由玻璃制成等腰三角形棱镜,有两个非常小小棱角双棱镜是由玻璃制成等腰三角形棱镜,有两个非常小小棱角(约(约11)和一个非常大钝角)和一个非常大钝角.其干涉光路如图所
9、表示,其干涉光路如图所表示,经钠光经钠光灯灯N N照明,从狭缝照明,从狭缝S S发出单色光经双棱镜发出单色光经双棱镜B B折射后形成两束相干光,折射后形成两束相干光,它们相当于从狭缝它们相当于从狭缝S S两个虚像两个虚像S S1 1和和S S2 2射出两束相干光,在两束光射出两束相干光,在两束光重合区域发生干涉,结果在观察屏重合区域发生干涉,结果在观察屏P P上形成等间距明暗交替直线上形成等间距明暗交替直线状干涉条纹状干涉条纹.第第1212页页3 3试验光路试验光路试验光路如图所表示,试验光路如图所表示,N N是钠光灯,是钠光灯,S S为宽度可调狭缝,为宽度可调狭缝,B B是双棱是双棱镜(镶嵌
10、在一金属框内,棱脊方位可微调),镜(镶嵌在一金属框内,棱脊方位可微调),E E是测微目镜,是测微目镜,L L为凸透镜为凸透镜.为了便于调整和测量,将全部仪器、元件都安装在光为了便于调整和测量,将全部仪器、元件都安装在光具座上具座上.双棱镜干涉试验与双缝干涉试验原理基本相同,不一样之处于双棱镜干涉试验与双缝干涉试验原理基本相同,不一样之处于于双棱镜干涉是以两个虚像为两个相干光源代替两条狭缝,两于双棱镜干涉是以两个虚像为两个相干光源代替两条狭缝,两个虚像光源之间距离即为狭缝之间距离,其它情况基本相同个虚像光源之间距离即为狭缝之间距离,其它情况基本相同.第第1313页页 干涉图样及明暗条纹宽度改变干
11、涉图样及明暗条纹宽度改变【例证例证1 1】(浦东新区模拟)在观察光双缝干涉现象试验中:浦东新区模拟)在观察光双缝干涉现象试验中:第第1414页页(1 1)将激光束照在如图所表示双缝上,在光屏上观察到现象是)将激光束照在如图所表示双缝上,在光屏上观察到现象是图中(图中()第第1515页页(2 2)换用间隙更小双缝,保持双缝到光屏距离不变,在光屏上)换用间隙更小双缝,保持双缝到光屏距离不变,在光屏上观察到条纹宽度将观察到条纹宽度将 ;保持双缝间隙不变,减小双缝到;保持双缝间隙不变,减小双缝到光屏距离,在光屏上观察到条纹宽度将光屏距离,在光屏上观察到条纹宽度将 (以上空格均选(以上空格均选填填“变宽
12、变宽”、“变窄变窄”或或“不变不变”).【规范解答规范解答】(1 1)激光是单色相干光,单色光双缝干涉图样为)激光是单色相干光,单色光双缝干涉图样为等间距明暗条纹,故等间距明暗条纹,故A A正确正确.(2 2)由双缝干涉条纹间距公式)由双缝干涉条纹间距公式 可知,在光波波长不变可知,在光波波长不变及保持双缝到光屏距离不变情况下,减小双缝间距及保持双缝到光屏距离不变情况下,减小双缝间距d d,xx增大,增大,即即xx变宽;在光波波长不变及保持双缝间隙不变情况下,减小变宽;在光波波长不变及保持双缝间隙不变情况下,减小双缝到光屏距离双缝到光屏距离l,则,则xx变窄变窄.答案:答案:(1 1)A A
13、(2 2)变宽)变宽 变窄变窄第第1616页页 测量头使用和测量数据处理测量头使用和测量数据处理【例证例证2 2】某同学设计了一个测定激光波长试验,装置如图所表某同学设计了一个测定激光波长试验,装置如图所表示,激光器发出一束直径很小红色激光进入一个一端装有双缝、示,激光器发出一束直径很小红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片遮光筒内,感光片位置上出现一排等距亮线另一端装有感光片遮光筒内,感光片位置上出现一排等距亮线第第1717页页(1 1)这个现象说明激光含有性)这个现象说明激光含有性 (2 2)某同学在做)某同学在做“用双缝干涉测光波长用双缝干涉测光波长”试验时,第一次分划板试验时,
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