4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

光源 滤光片 双缝 遮光筒 毛玻璃 目镜 单缝 透镜 4.4实验：用双缝干涉测量光的波长 [学习目标要求] 1.掌握用双缝干涉测量光的波长的原理和方法。 2.观察不同单色光的双缝干涉图样。 3.掌握螺旋测微器和游标卡尺的读数方法。 4.4实验：用双缝干涉测量光的波长 学习目标 观察双缝干涉图样，加深对干涉图样的认识和理解。 01 02 03 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。 通过实验，学会用光的干涉测定单色光的波长。 复习与回顾： 新课讲授 M 1.干涉条件： n=0、1、2、3…… 明纹： 暗纹： n=0、1、2、3…… 频率相同、振动情况相同的光 2.明暗条件 3.条纹间距： 如何用双缝干涉测量光的波长？ 一、实验思路是什么？ 二、需要测量哪些物理量？ 三、要用到哪些实验器材？ 四、如何进行实验？ 五、如何设计表格记录数据和进行数据分析 六、本实验有哪些注意事项？ 请阅读本节实验课本101-102页和实验手册59-62页部分，思考、讨论与展示以下问题： 一、实验思路 1.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： 4.4实验：用双缝干涉测量光的波长 二、物理量的测量 新课讲授 1.l 的测量：双缝到屏的距离l可以用刻度尺测出。 滤光片 l 二、物理量的测量 新课讲授 2.∆x的测量：相邻两条亮条纹间的距离∆x需用测量头测量。 两种测量头都由分划板、目镜、手轮等构成。 二、物理量的测量 新课讲授 2.∆x的测量：相邻两条亮条纹间的距离∆x需用测量头测量。 a为n条亮条纹的间距 透镜作用：将点光源变成平行光 光源 滤光片 双缝 遮光筒 毛玻璃 目镜 单缝 透镜 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． 拨杆 三、实验器材 单缝 双缝 三、实验器材 遮光筒 毛玻璃屏 三、实验器材 1.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.共轴：打开光源，在 单双缝时，调节光源各元件高度，使它发出的光沿 遮光筒 照亮屏(中心在 高度); 3.装缝：装好单缝和双缝(缝沿 方向) ①调节单、双缝，使缝 ，这时在屏上会看到 光的干涉图样； ②单、双缝距离适当 cm 4.放滤光片：在 放红色滤光片，观察单色光的干涉条纹。 滤光片 不放 轴线 同一 竖直 平行 白 5-10 单缝和光源间 四、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 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= ，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 四、实验步骤 中心 x2-x1 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 ，紫光的最 。 ① 光的波长最长， 光的波长最短 ②波长越长频率越 ，波长越短频率越 。 ③光的颜色由 决定 大 小 红 紫 小 大 频率 五、数据分析 1.数据采集： 双缝干涉（红光） d l x1 x2 a λ d1= l1 l1 l2 d2= l1 l1 l2 a=x2-x1 五、数据分析 1.数据采集： 双缝干涉（蓝光） d l x1 x2 a λ d1= l1 l1 l2 d2= l1 l1 l2 五、数据分析 新课讲授 2.误差分析： (1)l 的测量误差: 本实验中双缝到光屏的距离较长,l的测量误差不太大,但也应选用 刻度尺测量.并用 办法减小实验误差. (2)测量条纹间距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时读数不准确. 滤光片 毫米 多次测量求出平均值的 ①安装仪器的顺序：