《（全程复习）（广西专用）2014年高考物理一轮复习 第十四章 实验二用双缝干涉测光的波长课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全程复习）（广西专用）2014年高考物理一轮复习 第十四章 实验二用双缝干涉测光的波长课件 新人教版（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验二 用双缝干涉测光的波长 安装和调试仪器 测波长的方法 源发出的光经滤光片成为单色光，单色光经单缝、双缝后 在屏上产生稳定的干涉图样 2根据由公式 推导出的 可以计算出单色光的 波长 ）纹间的距 离， 验中的 此只要测出 l、 ）纹的 宽度 a，利用计算式 求出 ax x d l ，：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、有毫米刻度的米尺、测量头 . 一、实验步骤 1观察双缝干涉图样 （ 1）把直径约 10 约 1 的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏，如图所示 . （ 2）取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮 .
2、（ 3）放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为 5 10 单缝和双缝平行，中心大致位于遮光筒的轴线上 （ 4）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉图样，分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化 . 2测定单色光的波长 （ 1）安装测量头（测量头由分划板、目 镜、手轮等构成，如图所示），调节至 可清晰观察到干涉条纹 . （ 2）使分划板中心刻度线对齐某条亮条纹的中央，记下轮上的读数 动手轮，使分划板中心刻度线移动，记下移动的条纹数 （ 3）用米尺测出双缝到屏的距离 l，多次测量取平均值 . （ 4）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离变化，并求出相应的波长 . 二、数据处理 得 x
3、d l ： （ 1）使用毫米刻度尺测量双缝到屏的距离会产生误差，可多次测量取平均值减小误差 . （ 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齐时会产生误差，条纹数目 多次测量取平均值可减小误差 . 由于光波的波长非常小， 此测量时要非常谨慎 . 1双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件 2安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝相互平行 3滤光片、单缝、双缝等如有灰尘，应用擦镜纸或干净软布轻轻擦去 4光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近 5双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于螺旋测微器，一种相
4、当于游标卡尺，具体应用时要加以区别 应用双棱镜进行干涉实验 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、滑块等 . 2实验原理 双棱镜是由玻璃制成的等腰三角形棱镜，有两个非常小的小棱角（约 1 ）和一个非常大的钝角 经钠光灯 狭缝 折射后形成两束相干光，它们相当于从狭缝 1和 两束光的重叠区域发生干涉，结果在观察屏 3实验光路 实验光路如图所示， 嵌在一金属框内，棱脊方位可微调）， 为了便于调节和测量，将所有仪器、元件都安装在光具座上 . 双棱镜干涉实验与双缝干涉实验的原理基本相同，不同之处在于双棱镜干涉是以两个虚像为两个相干光
5、源代替两条狭缝，两个虚像光源之间的距离即为狭缝之间的距离，其他情况基本相同 . 干涉图样及明暗条纹宽度的变化 【 例证 1】 （ 2012 浦东新区模拟）在观察光的双缝干涉现象的实验中： （ 1）将激光束照在如图所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图中的（ ） （ 2）换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将 ；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将 （以上空格均选填“变宽”、“变窄”或“不变”） . 【 规范解答 】 （ 1）激光是单色相干光，单色光的双缝干涉图样为等间距的明暗条纹，故 （ 2）由双缝干涉条纹间距公式 可知，在光波波
6、长不变及保持双缝到光屏的距离不变的情况下，减小双缝间距 d， x 变宽；在光波波长不变及保持双缝间隙不变的情况下，减小双缝到光屏的距离 l，则 x 变窄 . 答案： （ 1） A （ 2）变宽 变窄 x d l 测量头使用和测量数据的处理 【 例证 2】 某同学设计了一个测定激光波长的实验，装置如图所示，激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒内，感光片的位置上出现一排等距的亮线 （ 1）这个现象说明激光具有性 （ 2）某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐 标卡尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度线对齐 标卡尺的示数如图
7、丁所示已知双缝间距为 0.5 双缝到屏的距离为 1 m，则图丙中游标卡尺的示数为 丁中游标卡尺的示数为 _，所测光波的波长为 _ m.（保留两位有效数字） （ 3）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两亮条纹的距离将 _. 【 规范解答 】 （ 1）依题意知实验发生了干涉现象，说明激光器发出的是相干光 . （ 2）图丙中游标卡尺的示数为： 11 4 1.4 丁中游标卡尺的示数为： 16 7 6.7 验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量时的偶然误差 . 由公式 得 10 7 m x d 5 1 6 . 7 1 1 . 4 1 0 （ ）l（ 3）如果实验时将红激光换成蓝激光，由于 减小，则
8、 x 变小 . 答案： （ 1）相干 （ 2） 10 7 （ 3）变小 中央（到两缝距离相等处）是亮条纹，称为第零级亮条纹，紧靠中央亮纹的暗纹称为第一级暗纹，那么（ ） 倍 倍 【 解析 】 选 时，在屏上 n=0时，在屏中央出现第零级亮纹， n=1时，在屏上出现第一级亮纹，当 时，在屏上出现暗条纹， n=1时，在屏上出现第一级暗纹， n=2时，在屏上出现第二级暗纹 A、 B、 21| S P S P | n21| S P S P | 2 n 1 2 （ ）2.（ 2010 江苏高考）如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为 10-7 m,屏上 1和 10-7 （选填“明条纹”或“暗条纹”
9、） 10-7 保持其他条件不变 ,则屏上的条纹间距将 （选填“变宽”、“变窄”或“不变”） . 【 解析 】 由 可知 ,路程差是半波长的奇数倍 , 是暗条纹 变大 ,x 变大 . 答案： 暗条纹 变宽 777 1 0 1 3 0 1 0lx,d 明和冬英分别设计了 观察光的干涉现象 的实验 . （ 1）小明设计的实验装置如图所示， 注意调节使它们的中心在同一条直线上 . 小明利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是（ ） 涉条纹间距变窄 涉条纹间距变宽 涉条纹间距变宽 涉条纹间距变窄 用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是（ ） 倍 涉现象消失 验效果不变 小明反复调整装置
10、，直到像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，当移动像屏时，下列说法中正确的是（ ） A当像屏向双缝略微移近时，像屏上的干涉条纹将变得模糊不清 B当像屏向双缝略微远离时，像屏上的干涉条纹将变得模糊不清 C当像屏向双缝略微移近时，像屏上的干涉条纹依然清晰 D当像屏向双缝略微远离时，像屏上的干涉条纹依然清晰 （ 2）冬英设计的实验如图所示，其中 单色光源， 80 的等 腰三角形棱镜， 上，屏与棱镜底边平行，调节光路，可在屏上观察到干涉条纹，这是由于光源 当于在没有棱镜时两个分别位于图中 2位置的相干光源所发出的光的叠加，（ 2的连线与棱镜底边平行 .）已知 2的位置可由其他 实验方法确定，类比“双缝干涉测
11、波长”的实验，可以推测出若要利用“双棱镜干涉”测量光源 要测量的物理量是 、 _ 和 . 【 解析 】 （ 1）由公式 可知， d、 不变时， x 减小，故 将滤光片由蓝色换成红色，即 增大，则x 增大，故 由于单缝到双缝距离的变化对 x 没有影响，故 在 l、 不变时， x 减小，故 x d l 由公式 可知，单色光的干涉条纹是等间距的，故 正确 是白光的干涉，干涉图样是彩色的，故 在去掉单缝后，白炽灯上各点光源都可照到双缝上，都可成为相干光源，每个点光源在屏上都会产生干涉图样，相叠加的结果可能观察不到干涉图样，故 干涉现象的发生与屏至双缝间距无关，不管它们之间的距离是移近些还是移远些，都会有清晰的干涉图样，故 A、 C
