4.4实验：用双缝干涉测量光的波长—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件

4.4实验：用双缝干涉测量光的波长 第四章 光 学 一、实验目的 (1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件； (2)观察白光及单色光的双缝干涉图样； (2)掌握测定单色光的波长的方法。 二、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）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λ之间满足 三、实验器材 双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。 1．器材的安装与调整 (1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 (2)将单缝和双缝安装在光具座上，使线状光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝相互平行，在遮光筒有光屏一端安装测量头，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。 四、实验步骤 2.观察 （1）调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. 四、实验步骤 3. 记录 （1）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a1,转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2,则相邻两条纹间的距离（条纹宽度） （2）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长. 五、数据分析 六、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、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着亮(或暗)纹的中心。 (4)要多测几条亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx。 (5)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。 七、误差分析 (1)测双缝到屏的距离 l 带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差。 (2)测条纹间距Δx带来的误差。 ①干涉条纹没有调到最清晰的程度。 ②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。 ③测量多条亮条纹间距离时读数不准确。 1、在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是 A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动 ACD 做一做 2、在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20 mm的双缝，双缝与屏的距离为600 mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹.换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的_____(填字母)，此时测量头的读数为25.70 mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是_______ mm，紫光的波长等于_____ nm. D 19.40 420 做一做 3、在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示.双缝间的距离d＝3 mm.若测定红光的波长，选用红色的滤光片，实验中测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图7甲所示，其读数为____ mm；观察第5条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为______ mm.则可求出红光的波长λ＝__________m. 6.86×10－7 0 0.640 做一做 解析　由测量头的数据可知 a1＝0，a2＝0.640 mm， Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $$