4.3 光的干涉（2）实验操作 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）选择性必修第一册

LOGO 第四章 光 第三节 光的干涉（2） 实验原理 选修系列 前文回顾 屏 双缝 S1 S2 新版实验 单色光 激光 屏 双缝 S1 S2 普通光 单缝 S0 滤光片 老版实验 Δx 光的干涉图样： 纹间距 Δx 大小取决于双缝间距 d、光屏到双缝的距离 L 和光的波长 λ。它们之间的定量关系为： 2 公式变形 单色光发生双缝干涉时，双缝间距 d、光屏到双缝的距离 L 可以直接测量 实验名称： 实验原理： 用双缝干涉实验测量光的波长 再根据 由于可见光的波长 λ 很小，比值 必须足够大才能较为准确地测量波长 λ 百纳米 毫米 米 实验装置： 激光器 双缝 光强分布传感器 实验装置： 激光器 双缝 光强分布传感器 激光器：有红、绿激光款式，有可调节激光位置的激光器 双缝：双缝是安装在光具座上，可以任意角度旋转。也可以调节双缝在导轨的位置 光强分布传感器：精密光学仪器，确保屏幕上没有灰尘，另外要保证环境尽量是暗室 激光器发出光，调整光的方向使其通过双缝后到达光强分布传感器。运行软件，显示屏上显示清晰的干涉条纹。 实验图像： 注意：线条是红色是软件的默认设置，并不是代表光线是红色的。 0 2 4 6 −2 −4 −6 x/mm 光强 起始点 结束点 软件界面 在导轨上读取数据 在双缝片上有标注 起始点和结束点之间的暗纹数目，首尾各算半个暗纹。 如图有7个暗纹 结果分析与实验结论： 改变实验条件多次测量，测得的波长数值基本一致。 本实验中，单色光的波长为_______m。 红光760nm 绿光550nm 参考结果： 讨论与思考： （1）实验中为何要测量 N 条条纹而不是相邻条纹的间距？ （2）选择初始点和结束为什么要选择暗纹处？ 求平均值可以减少误差 暗纹中心较好识别 一、条纹间距公式理论推导 屏 双缝 S1 S2 P 单色光 S1 S2 P 光的距离称为“光程” 光程差为半波长的偶数倍 所以中央处是干涉加强 中央亮纹处 S1 S2 P “同调” 波形示意图 一、条纹间距公式理论推导 屏 双缝 S1 S2 P 单色光 S1 S2 P 任意处 L d 由几何关系得 x 由几何关系得 由数学关系得 由干涉加强条件得，P点出现亮纹满足 化简得 n取相邻整数得 一、条纹间距公式理论推导 屏 双缝 S1 S2 P 单色光 S1 S2 P 第一级暗纹 L d S1 S2 P “反调” 波形示意图 光程差为半波长的奇数倍 一、条纹间距公式理论推导 屏 双缝 S1 S2 P 单色光 S1 S2 P 第一级亮纹 L d S1 S2 P “同调” 波形示意图 光程差为半波长的偶数倍 作业22 作业22 $