步步高2015高三物理(新课标)一轮讲义:实验15用双缝干涉测量光的波长
10页1、回顾实验基本垩求堂握逊霭处理技巧和方法u乙两丁遮.師实验區理图实验十五用双缝干涉测量光的波长考纲解读1.理解双缝干涉的原理,能安装和调试仪器.2.观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样.3掌握利用公式心/测波长的方法.基础回放要点整合第#页共9页基本实验要求1实验原理如实验原理图甲所示,光源发出的光,经过滤光片后变成单色光,再经过单缝S时发生衍射,这时单缝S相当于一个单色光源,衍射光波同时到达双缝S和s2之后,S、s2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源,相邻两条亮(暗)条纹间的距离Ax与入射光波长儿双缝S、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关,其关系式为:Ax=/,因此,只要测出Ax、d、l即可测出波长九两条相邻亮(暗)条纹间的距离Ax用测量头测出测量头由分划板、目镜、手轮等构成如实验原理图乙所示规律方法总结数据处理()条纹间距的计算:移动测量头的手轮,分划板中央刻线在第条亮条纹中央时读数为a,在第n条亮条纹中央时读数为a,则Ax=nnn(2) 根据条纹间距与波长的关系Ax=d得4;Ax,其中d为双缝间距,l为双缝到屏的距离(3) 测量时需测量多组数据,求久的平均值2注意事项
2、()调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的2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3实验步骤(1) 观察双缝干涉图样 将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如实验原理图丁所示 接好光源,打开开关,使灯丝正常发光. 调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏 安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距约为5cm10cm. 在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹(2) 测定单色光的波长 安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹 使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数,将该条纹记为第n条亮条纹,测出n个亮条纹间的距离a,则相邻两亮条纹间距Ax=an1 用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知的) 重复测量、计算,求出波长的平均值轴线把屏照亮(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)
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(4) 不要直接测Ax,要测多个亮条纹的间距再计算得到Ax,这样可以减小误差(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3误差分析(1) 双缝到屏的距离l的测量存在误差.(2) 测条纹间距Ax带来的误差: 干涉条纹没有调整到最清晰的程度 误认为Ax为亮(暗)条纹的宽度 分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心 测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清第#页共9页第#页共9页托懺后听女同探究规律方法课堂探究考点突破考点一对实验原理与操作的考查例1(1)如图1所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、遮光筒、光屏.对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取或的方法.yT图i(2) 如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是(填数字代号).(3) 转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第i条亮条
4、纹,手轮的读数如图2甲所示.继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,手轮的读数如图乙所示.则相邻两亮条纹的间距是mm.图2(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm,则待测光的波长是m(取三位有效数字).解析(1)由实验原理可知分别是滤光片、单缝、双缝.由心二d可知,要增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取的办法有: 增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒); 减小双缝之间的距离(2) 由于激光是相干光源,故可以去掉的部件是、.(3) 甲图读数是0.045mm,乙图读数是14.535mm,它们的差值是14.490mm,中间跨越了10-1=9个亮条纹间距,所以相邻两亮条纹间距是Ax二14f90mm二山口mm.(4) 光的波长:*节二10-5.答案(1)滤光片单缝双缝增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离1.6105.37X10-7考点二对仪器读数和数据处理的考查例2在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图3甲),并选用缝间距d=0.2mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝
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