《优化方案2014年高考物理一轮课件实验十四 用双缝干涉测光的波长》由会员分享，可在线阅读，更多相关《优化方案2014年高考物理一轮课件实验十四 用双缝干涉测光的波长（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录 实验十四 用双缝干涉测光的波长 本节目 录 基础理论储备 知能优化演练 创新实验评析 经典例题展示 目录 基 础 理 论 储 备 实验目的 1 观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样 2 掌握利用公式 x 波长的方法 实验原理 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮 ( 暗 ) 条纹间的距离 x 与双缝间的距离 d 、双缝到屏的距离 L 、单色光的波长 之间满足 d x / L . 目录 实验器材 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、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺 附：测量头的构造及使用 如图 12 4 1 甲所示，测量
2、头由分划板、目 镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的刻度两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离 目录 甲 乙 图 12 4 1 实际测量时，要测出 n 条亮条纹 ( 暗条纹 ) 的宽度，设为 a ，那么 x 1. 目录 实验步骤 1 安装仪器 ( 1 ) 将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图 12 4 2 所示 图 12 4 2 目录 ( 2 ) 接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光
3、屏 ( 3 ) 安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝相互平行 目录 2 观察与记录 ( 1 ) 调整单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹 ( 2 ) 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色 光的干涉条纹 ( 3 ) 调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第 1 条亮条纹的中心，记下手轮上的读数 动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第 n 条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数 相邻两条纹间的距离 x |a2|n 1. ( 4 ) 换用不同的滤光片，测量其他色光的波长 3 数据处理 用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离 L ，由公式 x 计算波长重复测量、计算，求出
4、波长的平均值 目录 误差分析 测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距 双缝到屏的距离测不准都会引起误差，但都属于偶然误差，可采用多次测量取平均值的方法来减小误差 注意事项 1 调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮 2 放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上 3 调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐，记清此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此 时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条纹间的距离 目录 4 不要直接测 x ，要测多个亮条纹的间距再计算得 x ，这样可以减小误差
5、 5 白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层 目录 经 典 例 题 展 示 考点 1 实验器材及步骤 现有毛玻璃屏 A 、双缝 B 、白光光源 C 、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件，要把它们放在如图 12 4 3 所示在光具座上组装成双缝干涉装置， 用以测量红光的波长 图 12 4 3 例 1 目录 ( 1 ) 将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为 C 、 _ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ _ _ 、 _ _ _ _ _ _ _ _ 、 A . ( 2 ) 本实验的实验步骤如下
6、： 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； 按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； 用米尺测量双缝到屏的距离； 用测量头 ( 其读数方法同螺旋测微器 ) 测量数条亮纹间的 距离 在操作步骤 时还应注意 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 目录 【解析】 ( 1 ) 滤光片 E 是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获
7、 得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列顺序为： C 、 E 、 D 、 B 、 A . ( 2 ) 在操作步骤 时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为 5 1 0 c m ；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上 【答案】 见解析 目录 考点 2 实验数据的处理 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离 d 0 . 2 5 m m ，双缝到毛玻璃屏间距离 L 的大小由图 12 4 4 中毫米刻度尺读出 ( 如图戊所示 ) ，实验时先移动测量头 ( 如图甲所示 ) 上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹 ( 如图乙所示 ) ，并记下螺
8、旋测微器的读数 x 1 ( 如图丙所示 ) ，然后转动手轮， 例 2 目录 把分划线向右边移动，直到对准第 7 条明条纹并记下螺旋测微器读数 如 图丁所示 ) ，由以上测量数据可求该单色光的 波长 图 12 4 4 目录 图示中双缝的位置 L 1 _ _ _ _ _ _ _ _ m m ，毛玻璃屏的位置 L 2 _ _ _ _ _ _ _ _ m m ，螺旋测微器的读数 x 1 _ _ _ _ _ _ _ _ m m ，螺旋测微器的读数 x 7 _ _ _ _ _ _ _ _ m m . 请用以上测量量的符号表示该单色光的波长 _ _ _ _ _ _ _ _ 【解析】 毫米刻度尺精确到 1 m
9、 m ，读数时应估读到 0 . 1 m m . 0 1 m m ，估读到 0 . 0 0 1 m m . 如 x 1 3 0 . 0 0 . 0 1 m m 0 . 3 0 0 m m ， x 7 1 4 . 5 m m 2 0 . 0 0 . 0 1 m m 1 4 . 7 0 0 m m . x x 7 x 16， L L 2 L 1 ，由 x d x 7 x 1 6 L 2 L 1 . 【答案】 1 0 0 . 0 9 3 8 . 2 0 . 3 0 0 14 7 0 0 d x 7 x 1 6 L 2 L 1 目录 创 新 实 验 评 析 【范例】 一课外活动实验小 组利用如下器材测定
10、某细金属丝的直径：一段细金属丝，两块表面光滑的玻璃板 A 、 B ，一束波长为 的单色平行光，一台读数显微镜，一把刻度尺 实验原理和部分实验步骤如下： a 将玻璃板 A 放在水平桌面上，玻璃板 B 置于玻璃板 A 上，用金属丝将板 B 的一端垫起，且使金属丝与两玻璃板的交线平行，两玻璃板之间形成一个倾角 很小的楔形空气薄层，其截面图如图 12 4 5 所示 目录 图 12 4 5 b 用已知波长为 的单色平行光从 B 板的上方垂直于 B 板照射得到稳定的干涉图样，由光的干 涉知识可知相邻两明条纹之间的距离为2 . c 利用读数显微镜测出 N 条明条纹间的距离为 a . ( 1 ) 为测出细金属
11、丝的直径 D ，还需要测量的物理量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ( 2 ) 用 、 N 、 a 和第 ( 1 ) 问中测得的物理量表示细金属丝的直径D _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . 目录 【解析】 由 b 和 c 步骤可知相邻两明条纹间的距离为 x 12 ，即 N 1 2 a，由于 很小，可认为 t a n N 1 2 a，解得 D N 1 L2 a，故还需要测量的物理量是 间的距离 L ，或细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离 L . 【答案】 ( 1 ) 细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离 L ( 2 ) N 1 L2 a 目录 【点评】 本题的创新之处是巧妙地利用薄膜干涉得到相邻两条纹间距，再结合数学知识得到相应方程，从而得出金属丝的直径 目录 知 能 优 化 演 练 目录 本部分内容讲解结束 按
