4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

1、了解“双缝干涉测量光的波长”的实验原理和实验器材，进一步理解影响干涉条纹间距的因素。 2、观察双缝干涉图样，加深对干涉图样的认识和理解。 3、通过实验，学会用光的干涉测定单色光的波长。 学习目标 4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定干涉图样，图样中相邻两条亮纹间距△x、双缝间距d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ满足： 一、实验原理 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺． 二、实验器材 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，使它发出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度); 3、装好单缝和双缝(缝沿竖直方向)，调节透镜，使灯丝的像成在单缝上，调节单、双缝，使缝平行，这时在屏上会看到白光的干涉图样； 4、在单缝和光源间放上红色滤光片，观察红光干涉图样； 三、实验步骤 5、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，记下此时测量头刻度x1，将测量头朝右端移动，记下第 n 条亮纹中心位置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： 第1条 第7条 15 20 5 10 0 20 25 15 第1条时读数 第7条时读数 15 20 5 10 0 30 35 40 45 螺旋测微器的读数 6、已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，由 ，计算红光的波长。 7、换用不同的滤光片，重复实验，测量其他色光的波长，并记录数据. 红光的条纹间距最大，紫光的最小。 ①红光的波长最长，紫光的波长最短 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 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Δx. 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． 四、注意事项 1、①测双缝到屏的距离L带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差． ②通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差． 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． 五、误差分析 练习、（2022·辽宁沈阳·三模）某实验小组利用图1装置测量某种单色光的波长，实验时，接通电源使光源正常发光，调节器材，在目镜中可以观测到干涉图样。 （1）如图1所示，实验所需器材在光具座上依次排列，则A、B处分别是______、______。（填“单缝”、“双缝”） （2）在目镜中看到的干涉图样是图2中______（填“甲”或“乙”）。 （3）移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮纹的中心，记下此时手轮上读数x1；转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第6条亮纹的中心，此时手轮上的读数为x2，如图3所示，则读数x2=________mm；已知双缝与屏的距离为L，双 缝间距为d，则单色光的波长λ=______。（用题目中给出的字母表示） 单缝 双缝 甲 1.700 练习、（2022·北京丰台·高二期末）用红光做双缝干涉实验，在屏上形成双缝干涉图样如图所示，第1条到第7条亮条纹中心间的距离为x，则相邻两条亮条纹中心间的距离为_______。已知双缝之间的距离为d，测得双缝到屏的距离为L，红光的波长为___________。 【详解】相邻两条亮条纹中心间的距离为 已知双缝之间的距离为d，测得双缝到屏的距离为L，根据 ,红光的波长为 练习、（2022·江西·景德镇一中高二期末）（1）在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589nm的黄光，在距双缝0.5m的屏上形成干涉条纹。已知双缝间距为4 × 10 - 4m，若改用氦氖激光器作光源，其发出的红光波长比黄光的________（选填“长”或“短”），其他条件不变，则相邻两明条纹中心间距比黄光的________（选填“大”或“小”）。在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示。 （2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹中心时，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图甲所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图乙、丙所示，相邻两条纹间距Δx = _______mm。（保留两位有效数字） （3）该单色光的波长λ = _____