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

4.4 实验:用双缝干涉测量光的波长 第四章 光 人教版（2019）选修 第一册 1.会根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系，确定测定光的波长的实验思路。2.能设计实验方案并正确操作实验器材，得到明显的干涉条纹。3.知道两种测量头的操作和读数规则，并获得数据。 4.对测量数据进行整理，得到波长的测量值。 学习目标 只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，可由公式计算单色光的波长。 一、实验思路 在双缝干涉实验中，有公式 ,其中 d ：双缝间距，为已知数据； l ：双缝到屏的距离，可用刻度尺直接测出。 双缝干涉实验装置 1.透镜的作用是什么？ 2.单缝的作用是什么？ 3.滤光片有什么作用？应放在上述装置中哪个位置？ 4.能否用白光做实验？为什么？ 思考： 根据： d的测量 ：直接提供（已知） l 的测量： 刻度尺 ⊿x的测量： 测量头 本质：螺旋测微器（左图）、游标卡尺（右图） 组成：划板、目镜、手轮 二、物理量的测量 转动手轮，使分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数。 继续转动手轮，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数。两次读数之差表示这两个条纹间的距离⊿x。 分划板中心刻线 测出n个亮条纹间的距离a，则有 累积法： 观察双缝干涉图样 1.将光源、遮光筒依次安放在光具座上。接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。调节二者的高度，使光源灯丝发出的光均匀照亮遮光筒内壁。 三、进行实验 2.在遮光筒左端双缝座上安装双缝,保持双缝沿竖直方向，然后用螺丝紧固。再将单缝筒套在双缝座上，使单缝方向与双缝平行后，用螺钉固定单缝筒。 3.安装凸透镜，使其仍在遮光筒轴线上，调整透镜与单缝及光源间的距离，使灯丝的实像成在单缝上。 5.单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉图样。 红光 双缝间距0.36mm 若发现分划板刻线与条纹不平行，松开其紧固螺钉，旋转测量头方位，直至平行。 4.在遮光筒的右端安装测量头,用螺钉紧固后，通过目镜观察毛玻璃屏上白光的干涉图样，若不清晰，则拨动调节拨杆,转动单缝方位，使单缝与双缝互相平行，直至通过目镜能观察到清晰白光的干涉图样。 选用的灯丝最好呈线状，调整时使灯丝的实像平行地成在单缝上。 6.使分化板的中心刻线对齐某条亮条纹的中央。记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分化板中心刻线移到另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，得出n个亮条纹间的距离为 a=　　　　，则相邻两亮条纹间距Δx=　　　　　。  测定单色光的波长 7.用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。 8.分别换用不同颜色的滤光片和双缝的距离，重复实验。 根据公式 计算红光波长。 蓝光 双缝间距0.36mm 红光 双缝间距0.18mm 数据记录 红光 蓝光 双缝间距d/m 双缝到屏的距离 l/m 手轮读数a1/m 手轮读数a2/m 移动条纹数n -1 相邻亮条纹间距Δx/m 1.收集数据填入下表 四、数据分析 2.计算波长 1.双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，要轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。 2.安装时，要保证光源、透镜、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直。 3.光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行。 原因：主要是灯丝与单缝、双缝，或者测量头与遮光筒不共轴。 原因：单缝和双缝不平行。 干涉条纹与分划板刻线不平行 干涉条纹不清晰 屏上的光很弱 4.实验中会出现以下三种情况 五、注意事项 针对练 (多选)某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于 ( 　) A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大 B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度 C.单缝与双缝不平行 D.光源发出的光束太强 AC 实验中的双缝间距d是器材本身给出的，因此本实验要注意 l 和Δx的测量。光波的波长很小，l、Δx的测量对波长的影响很大 六、误差分析 2.Δx利用测量头测量。 可利用“累积法”测n条亮纹间距来测量，并且采用多次测量求Δx的平均值的方法进一步减小误差。 1.l 用毫米刻度尺测量，如果可能，可多次测量求平均值。 1.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中 ⑴某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点： A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置 B.干涉条纹与双缝垂直 C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关 D.干涉条纹间距与光的波长有关 E.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 以上几点中，你认为正确的是______； AD 课堂评价 ⑵