物理选修34 实验:用双缝干涉测量光的波长备课ppt课件
展开1.实验目的(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样.(2)测定单色光的波长.
2.实验原理如图所示,电灯发出的光,经过滤光片S后变成单色光,同时到达双缝S1和S2,双缝S1、S2相当于两个步调完全一致的单色相干光源.透过S1、S2双缝的单色光在屏上相遇并叠加,S1、S2到屏上P点的路程分别为r1、r2,两列光波传到P的路程差Δy=r1-r2,设光波波长为λ.
(1)若Δy=nλ(n=0,±1,±2,…),两列波传到P点同相,互相加强,出现条纹.
两条相邻明(暗)条纹间的距离Δy用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成.如图所示.
转动手轮,分划板会左右移动.测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图所示),记下此时手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时,记下手轮上的刻度数a2.两次读数之差就是这两条条纹间的距离,即Δy=a1-a2.
3.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、刻度尺等.
考点 实验过程1.实验步骤(1)观察干涉条纹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轴线到达光屏.④安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距5~10 cm,这时可观察白光的干涉条纹.⑤在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.
③用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的).④重复测量、计算,求出波长的平均值.
2.注意事项(1)双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,且注意保养.(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、双缝平行且间距适当.(3)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近.(4)注意调节各缝平行.
3.实验中的误差及对策(1)光波的波长很小,Δy、l的测量对波长λ的影响很大.(2)在测量l时,一般用毫米刻度尺;而测Δy时,用千分尺且采用“累积法”.(3)多次测量求平均值.
【案例】 (1)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏.
(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,并测出光波波长,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1条亮纹,读下手轮的读数如下图甲所示.继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮纹,读下手轮的读数如图乙所示,则条纹的间距是______ mm.
(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是1 m,则待测光的波长是______ m(保留3位有效数字).
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