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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长集体备课ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长集体备课ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了梳理·必备知识，突破·关键能力，误差分析，答案3AB，答案1AD等内容，欢迎下载使用。
[定位·学习目标]1.会根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系,确定测量光的波长的实验思路。2.能设计实验方案并正确操作实验器材,得到明显的干涉条纹。3.知道两种测量头的操作和读数规则,并获得数据。4.对测量数据进行整理,得到波长的测量值。
一、实验目的1.观察白光及单色光的双缝干涉图样。
二、实验原理1.测量原理
2.条纹间距Δx的测量方法
三、实验器材双缝干涉仪(包括:光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃及测量头,其中测量头又包括分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。
四、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。(2)接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达毛玻璃屏。(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝平行,二者间距约为5～10 cm,这时可观察到白光的干涉条纹。(5)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(1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。
(5)换用不同的滤光片,重复实验。
六、注意事项1.双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,要轻拿轻放,不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。2.安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直。3.光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。4.在实验中可能会出现屏上的光很弱的情况,主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系。
要点一 实验原理与操作
[例1] 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,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。(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,由左到右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、 、 、 、A。
解析:(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D获取线光源,双缝B获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上,所以表示各光学元件的字母排列顺序为C、E、D、B、A。
答案:(1)E D B
[例1] 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,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;②按合理的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;③用刻度尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤②时还应注意 和 。
解析:(2)在操作步骤②时应注意的事项有放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心位于遮光筒的轴线上。
答案:(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行 单缝、双缝间的距离要适当
要点二 数据处理和误差分析
[例2] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,备有下列仪器:A.白炽灯B.双缝C.单缝 D.滤光片E.光屏(1)把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是 。(填写字母代号)
答案:(1)ADCBE
[例2] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,备有下列仪器:A.白炽灯B.双缝C.单缝 D.滤光片E.光屏(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时(以黑线表示亮条纹),调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ= m。(结果保留2位有效数字)
答案:(2)6.4×10-7
[例2] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,备有下列仪器:A.白炽灯B.双缝C.单缝 D.滤光片E.光屏(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有 (多选)。A.改用波长较长的光作为入射光B.增大双缝到屏的距离C.增大双缝到单缝的距离D.增大双缝间距
[即时训练] 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D.干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中,你认为正确的是 (多选)。
[即时训练] 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图甲所示,该读数为 mm。
解析:(2)手轮的读数为0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm。
答案:(2)0.700
[即时训练] 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,波长的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
[定位·学习目标]1.会根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系,确定测量光的波长的实验思路。2.能设计实验方案并正确操作实验器材,得到明显的干涉条纹。3.知道两种测量头的操作和读数规则,并获得数据。4.对测量数据进行整理,得到波长的测量值。
一、实验目的1.观察白光及单色光的双缝干涉图样。
二、实验原理1.测量原理
2.条纹间距Δx的测量方法
三、实验器材双缝干涉仪(包括:光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃及测量头,其中测量头又包括分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。
四、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。(2)接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达毛玻璃屏。(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝平行,二者间距约为5～10 cm,这时可观察到白光的干涉条纹。(5)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(1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。
(5)换用不同的滤光片,重复实验。
六、注意事项1.双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,要轻拿轻放,不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。2.安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直。3.光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。4.在实验中可能会出现屏上的光很弱的情况,主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系。
要点一 实验原理与操作
[例1] 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,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。(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,由左到右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、 、 、 、A。
解析:(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D获取线光源,双缝B获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上,所以表示各光学元件的字母排列顺序为C、E、D、B、A。
答案:(1)E D B
[例1] 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,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;②按合理的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;③用刻度尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤②时还应注意 和 。
解析:(2)在操作步骤②时应注意的事项有放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心位于遮光筒的轴线上。
答案:(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行 单缝、双缝间的距离要适当
要点二 数据处理和误差分析
[例2] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,备有下列仪器:A.白炽灯B.双缝C.单缝 D.滤光片E.光屏(1)把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是 。(填写字母代号)
答案:(1)ADCBE
[例2] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,备有下列仪器:A.白炽灯B.双缝C.单缝 D.滤光片E.光屏(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时(以黑线表示亮条纹),调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ= m。(结果保留2位有效数字)
答案:(2)6.4×10-7
[例2] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,备有下列仪器:A.白炽灯B.双缝C.单缝 D.滤光片E.光屏(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有 (多选)。A.改用波长较长的光作为入射光B.增大双缝到屏的距离C.增大双缝到单缝的距离D.增大双缝间距
[即时训练] 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D.干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中,你认为正确的是 (多选)。
[即时训练] 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图甲所示,该读数为 mm。
解析:(2)手轮的读数为0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm。
答案:(2)0.700
[即时训练] 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,波长的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
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