【三维设计】2013-2014学年高中物理选修3-4课件：52 学生实验：用双缝干涉测量光的波长（24ppt）

第 2 节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第五章 考向二 考向一 * 返回 返回 返回 [自学教材] 一、实验目的 (1)观察白光及单色光的双缝干涉图样。 (2)掌握用公式Δx＝eq \f(l,d)λ测定单色光的波长的方法。 返回 二、实验原理 1．相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导： 如图5－2－1所示，设双缝S1和S2 的距离为d，到屏的距离为l，且l≫d， O到S1、S2的距离相等。从S1、S2射出 的光波到达O点的路程相等，所以两 列波到O点时路程差为零，总是互相 加强，在O点就出现亮条纹。现在我们来研究与O点距离为x的P点的情况。 图5－2－1 返回 P到S1、S2的距离分别为r1、r2，从S1、S2发出的光波到达P点的路程差是Δr＝r2－r1，从图可知 req \o\al(2,1)＝l2＋(x－eq \f(d,2))2，req \o\al(2,2)＝l2＋(x＋eq \f(d,2))2 两式相减，可得 req \o\al(2,2)－req \o\al(2,1)＝(r2－r1)(r2＋r1)＝2dx 由于l≫d，且l≫x，因此r2＋r1≈2l，所以Δr＝eq \f(d,l)x。 若P处为亮条纹，则x＝±keq \f(l,d)λ(k＝0，1，2…)，解得：x＝±keq \f(l,d)λ(k＝0，1，2，…)，相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝eq \f(l,d)λ 返回 2．测量原理 由公式Δx＝eq \f(l,d)λ可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；l是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝eq \f(d,l)Δx计算出入射光波长的大小。 返回 图5－2－2 3．测量Δx的方法 测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图5－2－2所示，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮条纹间的距离a，则可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝eq \f(a,n－1)。 返回 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、