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

新人教版 选择性必修一 第四章 光 4.4 《实验：用双缝干涉测量光的波长 》 新教材 新高考 新教材 新高考 一、实验 1.实验原理：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定干涉图样，图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： 可通过双缝干涉实验测量光的波长 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 2.实验装置 (1)l为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离（一般为0.1mm左右） (2)通过测量相邻亮（暗）条纹间的距离∆x可测出光的波长 (3)透镜形成集中的汇聚光；滤光片形成单色光；单缝形成相干光；通过双缝形成的两列光在空间叠加，毛玻璃屏上可观察到光的干涉条纹 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 3.实验步骤 ①安将实验器材安装在光具座上 ②接好电源，打开开关，使灯丝正常发光 ③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴到达光屏 安装双缝和单缝，中心位于遮光筒轴线上，使单缝和双缝平行，两者间距约5~10cm 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 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； 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏 透镜 实验步骤 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 4、在单缝和光源间放上红色滤光片，观察红光干涉图样； 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： 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。 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏 透镜 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 7 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 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 4.实验测量及数据处理 （1）通过测量头测出相邻两条亮条纹之间的间距∆x 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 5.注意事项 （1）条纹间的距离∆x需要用测量头测出，测量时，使分划板中心刻度线对齐亮（暗）条纹中心（记为第1条）记下此时手轮上的读数x1，， 转动手轮，使中心刻度线移至第n条亮（暗）条纹中央，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： (2)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝与双缝平行且靠近。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 4.实验测量及数据处理 （1）通过测量头测出相邻两条亮条纹之间的间距∆x （2）用刻度尺测出双缝到屏的距离L （4）换用不同的滤光片，重复实验 （3）重复测量，利用 求出波长，并计算出平均值。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 注意事项1： 1、安装： （1）仪器的顺序：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏 （2）平行：双缝与单缝相互平行，且竖直放置 （3）共轴：光源、虑光片、单缝、双缝、遮光筒 的中心都在同一轴线上 2、安全： 使用激光笔实验时，一定不能对着眼睛照射。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 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． 注意事项2 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 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．