实验：用双缝干涉测量光的波长ppt课件.ppt

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1、用双缝干涉测量光的波长,一.实验目的,1.观察双缝干涉的干涉图样2.测定单色光的波长,如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越大，条纹间的距离也越大，这是为什么？,r2-r1=dsin,X=LtanLsin,当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/L=k（k=0,1,2)时才会出现亮条纹，亮条纹位置为：X=kL/d,r1,r2,d,x,二.实验原理,即：相邻两个明（或暗）条纹间距离为：,三.数据处理：,n=5,x=a/(n-1),n条亮条纹间的距离a,用累积法(减小偶然误差),条纹间距,四.实验装置,双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、

2、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺等,五.实验器材,1结构:由分划板、目镜、手轮等构成,六.测量头使用方法,2.使用方法: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：,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,七.实验步骤,(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,使光源发出的光能沿轴线到达光屏,(4)安装双缝和单缝,中

3、心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距约5 cm10 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,2.测定单色光的波长,(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l (d已知),(1)安装测量头,调节清晰观察到干涉条纹,(2)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a1,将该条纹记为第1条亮纹;转动手轮,使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数a2,该条纹记为第n条亮纹,(4)改变d和l,重复测量,数据处理,1.条纹间距,2.波长,n条亮条纹间的距离a,八.注意事项1放置单缝和双缝时，必须使缝平行2要保证光源、

4、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上3测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心4要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求x.5调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行,（3）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,（4）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,九.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x带来的误差：(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度(2)误认为x为亮(暗)条纹的宽度,红光的条纹间距最大，紫光的最小。,1.红光的波长最长，紫

5、光的波长最短。,2.波长越长，频率越小；波长越短，频率越大。,3.光的颜色由频率决定,十.几种单色光的干涉条纹,练习:如图所示双缝干涉仪,其中A是白炽电灯(光源)、B是滤光片、E是遮光筒、F是毛玻璃光屏(1)图中C是_,D是_,C、D间距离大约是_cm,单缝,双缝,5-10cm,(2)本实验的步骤有：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_。,单缝和双缝间距5cm10cm,使单缝与双缝相

6、互平行,练习:如图所示双缝干涉仪,其中A是白炽电灯(光源)、B是滤光片、E是遮光筒、F是毛玻璃光屏(3)如果撤去滤光片B,在屏上看到的是_,与D正中相对的位置出现的是_,两侧是_.(4)如果把黄色滤光片换成绿色滤光片,在屏上观察到的条纹间距将变_(5)计算光的波长的公式是=_.,彩色干涉条纹,白色亮条纹,彩色条纹,变窄,=dx/l,(6).如图所示,让一束单色光射到一个单孔屏时,光从小孔出来,射到两个小孔离得很近的双孔屏上,这时像屏上出现了明暗相间的干涉条纹,当移动像屏时,以下说法正确的是( )A.当像屏向双孔屏略微移动时,像屏上的条纹变得模糊不清B.当像屏远离双孔屏略微移动时,像屏上的条纹变

7、得模糊不清C.当像屏向双孔屏略微移动时,像屏上的条纹仍然清晰D.当像屏远离双孔屏略微移动时,像屏上的条纹仍然清晰,CD,练习.用螺旋测微器的测量头,调节分划板的位置,使分划板的中心刻线对齐第一条亮纹的中心,此时螺旋测微器的读数是 ;将中心刻线向一侧移动到第六条亮纹中心位置, 读出的读数是4.158mm, 相邻两条纹间距x= .2.已知双缝间距d=1.5mm,双缝到光屏的距离L=1.00m, 波长= nm.,1.758mm,0.480mm,=dx/l,7.210-7m,练习.用游标卡尺(10分度)的测量头,调节分划板的位置,使分划板的中心刻线对齐第1条亮纹的中心(图B),此时读数是 ;将中心刻线

8、向一侧移动到第6条亮纹中心位置(图C),读出的读数是 ; 相邻两条纹间距x= .2.已知双缝间距d=0.2mm,双缝到光屏的距离L=0.60m, 波长= nm.,19.4mm,1.8mm,=dx/l,6.010-7m,28.4mm,练习.用游标卡尺(10分度)的测量头,调节分划板的位置,使分划板的中心刻线对齐第1条亮纹的中心(图B),此时读数是 ;将中心刻线向一侧移动到第6条亮纹中心位置(图C),读出的读数是 ; 相邻两条纹间距x= .2.已知双缝间距d=0.2mm,双缝到光屏的距离L=0.60m, 波长= nm.,19.4mm,1.8mm,=dx/l,6.010-7m,28.4mm,练习:在

9、“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示(1)以下几点中你认为正确的是,A.灯丝和单缝及双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D.干涉条纹间距与光的波长有关,ACD,(2)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,如图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距x时,测量值_实际值.(填“大于”、“小于”或“等于”),由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离,若其他读数无误差,则波长测量值偏大,=dx/l,练习:在双缝干涉实验中,若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴的位置稍微向上移动,则( )A.不会产生干涉条纹B.仍然产生干涉条纹,且中

10、央亮纹P的位置不变C.仍然产生干涉条纹,中央亮纹P的位置略上移D.仍然产生干涉条纹,中央亮纹的位置略下移,D,游标卡尺的构造,(1)50分度游标尺上每一个小等分的长度是 ,每一刻度比主尺的最小刻度相差 ,精度是 . 最大误差 .估读到 位.,0.98mm,0.02mm,0.02mm,0.01mm,0.01mm,游标卡尺的测量精度,游标卡尺的测量范围约 .主尺的最小分度是 .,十几厘米,1mm,(3)10分度游标尺上每一个小等分的长度是 ,每一刻度比主尺的最小刻度相差 ,准确到 .最大误差 .估读到 位.,0.9mm,0.1mm,0.1mm,0.05mm,0.01mm,只需读到0.1mm,可不估

11、读到0.01mm,(2)20分度游标尺上每一个小等分的长度是 ,每一刻度比主尺的最小刻度相差 ,精度是 .最大误差 .估读到 位.,0.95mm,0.05mm,0.05mm,0.025mm,0.01mm,练习1,【23.22mm=2.322cm】,50分度游标卡尺,练习2,【52.12mm=5.212cm】,50分度游标卡尺,练习3,【20.10mm=2.010cm】,50分度游标卡尺,练习4,【104.05mm=10.405cm】,20分度游标卡尺,练习5,【20.30mm=2.030cm】,20分度游标卡尺,练习6,【61.70mm=6.170cm】,20分度游标卡尺,练习7,【29.80mm=29.8mm=2.98cm】,10分度游标卡尺,