4.4 实验 用双缝干涉测量光的波长 课件 -2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

用双缝干涉测量光的波长 1 不同单色光的双缝图样干涉比较 红光 蓝光 各自均为明暗相间的条纹，相邻两明纹的强弱差不多、 相邻两明纹的间距也差不多 在狭缝间的距离d 、狭缝与屏的距离L都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，条纹间距△x是不同的。红光的条纹间距△x最大，紫光的条纹间距△x最小。 △x= λ 知：红光的波长最长，紫光的波长最短。 依据公式 能不能设计一个实验测定红光和紫光等色光的波长呢？ 思考：根据以上公式如何测光的波长呢？ 前面我们通过理论推导，得到了双缝干涉实验中干涉条纹的间距和光的波长之间的关系，即 本节我们利用该结果，通过双缝干涉实验测量光的波长 实验思路：如图4.4-1 为双缝干涉实验装置示意图。 光源发出的光经滤光片（装在单缝前）成为单色光， 把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮。来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉。遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们可以在这个屏上观察到干涉条纹，并由 计算出光的波长。 光源 滤光片 双缝 遮光筒 毛玻璃 单缝 测量头 透镜的作用是使射向单缝的光更集中。 透镜 5 根据 可知，本实验需要测量的物理量是双缝到屏的距离 L和相邻两条亮条纹间的距离∆x（双缝间的距离 d 已知）。 二、物理量的测量 测量头 具体操作如下: L 的测量: 双缝到屏的距离 L 可以用刻度尺测出。 ∆ x 的测量: 相邻两条亮条纹间的距离∆x 需用测量头测出。测量头通常有两种（图 ），但都由分划板、目镜、手轮等构成。转动手轮，分划板会左右移动。 二、物理量的测量 测量时，应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐（如图 ），记下此时手轮上的读数。然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数。两次读数之差表示这两条亮条纹间的距离 ∆ x。 二、物理量的测量 为了减小测量误差，可测多个亮条纹间的距离，再求出相邻两条亮条纹间的距离。例如，可测出 n 条亮条纹间的距离 a，再求出相邻两条亮条纹间的距离 15 20 5 10 0 20 25 15 第1条时读数 第5条时读数 15 20 5 10 0 30 35 40 45 L=1m,d=0.36mm,则该光波波长为多少？ 4.66×10-7m 1、如图，把长约1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏； 2、取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的光束沿遮光筒的轴线把屏照亮(中心在同一高度); 3、然后装好单缝和双缝，注意使单缝与双缝相互平行，(习惯上让缝沿竖直方向)，调节透镜，使灯丝更多的光集中在单缝上，做好以上调整后，在单缝与光源之间放上红光滤光片就可以通过目镜观察到红光的双缝干涉图样 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏 透镜 三、实验步骤 4、调节测量头，使分划板中心刻线与左端某条(记为第1条)亮纹中心对齐，记下此时测量头的读数x1，转动手轮，将测量头分划板朝右端移动，使分划板中心刻线与右端某条（记为第 n 条）亮纹中心对齐，记下此时测量头的读数x2，则第1条亮纹与第 n 条亮纹中心间距为a=x2-x1，则相邻亮纹间距为： 15 20 5 10 0 20 25 15 第1条时读数 第4条时读数 15 20 5 10 0 30 35 40 45 螺旋测微器的读数 三、实验步骤 10 Δx Δx Δx Δx 红光 5、测出双缝到屏的距离L，已知双缝间的距离d，由 ，计算红光的波长。 三、实验步骤 6、如图，分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。 白光 中央是白色条纹， 两侧是彩色条纹 彩色条纹的内侧是紫色， 外侧是红色 三、实验步骤 6、如图，分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。 1、如图所示是双缝干涉仪，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． ②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________________． ③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_______． ④计算光的波长的公式是___________，式中各物理量的意义是_________________ 单缝 双缝 5---10 彩色干涉条纹 白色亮条纹 彩色条纹 变窄 λ=d△X/L 14 1．单缝、双缝应相互平行，通过拨杆慢慢调节，其中心大致位于遮光筒的中心轴线上，双缝