4.4实验：用双缝干涉实验测量光的波长 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

用双缝干涉测量光的波长 用什么办法可以精确测量光的波长？ 可见光的波长在380～780纳米之间，即 0.38 ～ 0.78μm 一张A4打印纸的厚度大约是0.104mm。 1m=1000 mm，1mm=1000 μ m ，1 μ m=1000 nm 可见光的波长约为一张打印纸厚度的 红橙黄绿蓝靛紫七种颜色的可见光，从红到紫，光的波长依此变短。 红光波长最长，紫光波长最短。 用杨氏双缝干涉实验测光的波长 实验目的： ⑴了解光产生稳定干涉现象的条件，观察光的干涉图样。 ⑵掌握利用双缝干涉条纹宽度公式= 测定单色光波长的方法。 实验原理： 根据双缝干涉条纹宽度公式= ，当双缝间距离d、双缝到光屏的距离l和光波的波长λ都一定时，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是定值；当d和l一定时，λ越大，条纹的宽度就越大。因此，我们可以根据λ的大小来计算的宽度，也可以反过来通过测量的宽度得出光波的波长λ。 条纹宽度公式的推导过程。 杨氏双缝干涉实验现象 条纹宽度Δx 条纹宽度Δx 定义条纹宽度Δx：明条纹中心到相邻明条纹中心的距离。 实验现象：在光屏上形成一组平行的等间距的明、暗相间的干涉条纹。干涉条纹和双缝平行、上下对称、均匀分布。 条纹宽度和光波长之间有什么定量关系？ 双缝干涉条纹宽度公式 条纹宽度Δx O 双缝间距d 如图：连接S2P和S1P 第1级亮条纹中心点P到两波源的波程差 双缝与光屏间距l 过点P做PM垂直于S2S1于点M S1P2 =l2+()2 以及 S2P2=l2+()2 S2P2 S1P2 = (S2P S1P) (S2P S1P) = 得= 第1级明条纹 = M l 远大于d 中央明条纹 Δr=S2P−S1P = S2P S1P S2P2 S1P2 =l2+()2 P = = = = 5 用杨氏双缝干涉实验测光的波长 掌握利用双缝干涉条纹宽度公式= ，利用实验测定单色光波长的方法。 实验目的： 实验原理： 当两缝间距离d、两缝到光屏的距离l和光波的波长λ都一定时，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是定值；当d和l一定时，λ越大，条纹的宽度就越大。因此，我们可以根据λ的大小来计算的宽度，也可以反过来通过测量的宽度得出光波的波长λ。 双缝干涉仪(包括_______、光源、______、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测微目镜等)，学生电源，导线。 实验器材： 光具座 滤光片 用杨氏双缝干涉实验测光的波长 实验器材实物及简略图： 测量头由分划板、目镜、手轮构成。转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应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。然后转动测量头，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。测出n个亮条纹间的距离a，就可以求出相邻两个亮条纹间的距离。 特别说明：该实验可以撤去单缝，直接用激光做光源照射双缝来测单色激光的波长；但是如果要测量不同频率，不同颜色光的波长就得用图中的装置和方法。 测微目镜 测微目镜视野内的分划板中心刻线应与条纹中心对齐 用杨氏双缝干涉实验测光的波长 测微目镜 测微目镜视野内的分划板中心刻线应与条纹中心对齐 测量头由分划板、目镜、手轮构成。转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应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。然后转动测量头，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。测出n个亮条纹间的距离a，就可以求出相邻两个亮条纹间的距离。 中 央 明 条 纹 第 1 暗 条 纹 第 1 明 条 纹 第 2 暗 条 纹 第 2 明 条 纹 第 3 暗 条 纹 第 3 明 条 纹 第 4 暗 条 纹 第 4 明 条 纹 第 5 暗 条 纹 第 5 明 条 纹 第 6 暗 条 纹 第 1 暗 条 纹 第 1 明 条 纹 第 2 暗 条 纹 第 2 明 条 纹 第 3 暗 条 纹 第 3 明 条 纹 第 4 暗 条 纹 第 4 明 条 纹 第 6 明 条 纹 第 5 暗 条 纹 第 5 明 条 纹 第 6 暗 条 纹 例题：如图所示,试分析第1级明条纹中心到第6级明条纹中心之间的距离a和条纹间距之间的关系。 间距a 用杨氏双缝干涉实验测光的波长 实验器材实物及简略图： 把复色光过滤变成频率一定的单色光 得到一个线光源。任何时刻由光源发出并通过狭缝S的光都会同时投射到S1和S2上。 用双缝产生两个频率相同、相差不变的相干光 双缝干涉图像显示在毛玻璃屏上 防止外界光干扰，使现象更明显 用杨氏双缝干涉实验测光的波长 实验步骤： 1．如图所示，将直径约10 cm、长约1 m的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏。