高中物理 13.4《實驗 用雙縫干涉測量光的波長》課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十三章 光 第4節(jié) 實驗 用雙縫干涉測量光的波長 1 了解 用雙縫干涉測量光的波長 的實驗原理 知道影響干涉條紋寬度的因素 2 經歷用雙縫干涉測量光的波長的實驗過程 加深對雙縫干涉圖樣的認識和理解 養(yǎng)成合作意識 本節(jié)主要講相鄰亮 或暗 條紋中心間距的表達式 并依據該式測定單色光的波長 難點是相鄰亮條紋中心間距的推導 要注意相鄰亮條紋距離實際上是其中心的距離 尤其是要處理好兩個方面的問題 一是推導過程中的兩次近似處理 二是推導過程中出現的正負號的含義和k的意義 重點是做好用雙縫干涉測量光的波長的學生實驗 先介紹實驗原理 再通過思考與討論 提出猜想 這些是如何進行實驗探究的一個示范 充分利用提供的素材及問題 引導學生積極思考并最大限度的完成實驗探究 亮紋 光程差 k 暗紋 光程差 2k 1 2 產生明暗條紋的條件 M 如圖所示的雙縫實驗中 屏離開擋板越遠 條紋間的距離越大 另一方面 實驗所用光波的波長越大 條紋間的距離也越大 這是為什么 r2 r1 dsin 當兩列波的路程差為波長的整數倍 即 k 0 1 2 時才會出現亮條紋 亮條紋位置為 一 實驗原理 相鄰兩個明 或暗 條紋之間的距離為 其中 波長用 表示 d表示兩個狹縫之間的距離 l為擋板與屏間的距離 根據上面這個公式我們就可以測出波長 1 安裝雙縫干涉儀 2 單縫到雙縫的距離為5 10cm 3 通過目鏡 可看見白光的雙縫干涉條紋 4 放紅光慮光片 觀測紅光的雙縫干涉條紋 調節(jié)d比較 x的變化換綠色慮光片 5 測量出n條亮條紋間距a 6 察看說明書 得出d和L 7 代入公式 求出波長 二 觀察雙縫干涉圖樣 一 實驗步驟 雙縫干涉實驗裝置 1 安裝儀器的順序 光源 濾光片 單縫 雙縫 遮光筒 光屏 2 雙縫與單縫相互平行 且豎直放置 3 光源 慮光片 單縫 雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上 4 若出現在光屏上的光很弱 由于不共軸所致 5 若干涉條紋不清晰 與單縫和雙縫是否平行有很大關系 二 注意事項 紅光 第二條亮紋 第一條亮紋 第一條亮紋 第二條亮紋 紅光的條紋間距最大 紫光的最小 1 紅光的波長最長 紫光的波長最短 2 波長越長 頻率越小 波長越短 頻率越大 3 光的顏色由頻率決定 原理 測量頭 手輪 分劃板 目鏡 讀出手輪上的讀數 求出條紋間距 求出相應光波的波長 三 測定單色光的波長 測量結果求波長 測出n個亮條紋間的距離a 就可以求出相鄰兩個亮條紋的距離 再由 解得 螺旋測微器的讀數 游標尺的讀數 用雙縫干涉測量光的波長 1 某同學在 用雙縫干涉測光的波長 的實驗中 實驗裝置如圖所示 使用的雙縫的間距為0 025cm 實驗時 屏與雙縫之間距離需要測量 已知入射光的波長 為500nm 則 1 先調節(jié) 和 的中心位于遮光筒的中心軸線上 并使 和 豎直且互相平行 2 當屏上出現了干涉圖樣后 通過測量頭觀察第一條亮紋的位置如圖 a 所示 第五條亮紋位置如圖 b 所示 測出雙縫與屏的距離為mm 1 128mm 5 880mm 光源 雙縫 單縫 雙縫 594 2 在 用雙縫干涉測光的波長 的實驗中 裝置如圖 雙縫間的距離d 3mm 1 若測定紅光的波長 應選用色的濾光片 實驗時需要測定的物理量有 和 紅 雙縫到屏的距離L n條條紋間距a 2 若測得雙縫與屏之間距離0 70m 通過測量頭 與螺旋測微器原理相似 手輪轉動一周 分劃板前進或后退0 500mm 觀察第1條亮紋的位置如圖甲所示 觀察第5條亮紋的位置如圖乙所示 則可求出紅光的波長 m 保留一位有效數字 7 10 7