《高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 實(shí)驗(yàn)15 用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課件》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 實(shí)驗(yàn)15 用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課件(31頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣2測(cè)定單色光的波長(zhǎng)二、實(shí)驗(yàn)原理如圖所示,電燈發(fā)出的光,經(jīng)過(guò)濾光片S后變成單色光,同時(shí)到達(dá)雙縫S1和S2,雙縫S1、S2相當(dāng)于兩個(gè)步調(diào)完全一致的單色相干光源透過(guò)S1、S2雙縫的單色光在屏上相遇并疊加,S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程分別為r1、r2,兩列光波傳到P的路程差yr1r2,設(shè)光波波長(zhǎng)為. 兩條相鄰明(暗)條紋間的距離y用測(cè)量頭測(cè)出測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成如圖所示三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀,即光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭另外,還有學(xué)生電源、導(dǎo)線(xiàn)、刻度尺等四、實(shí)驗(yàn)步驟1觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放
2、在光具座上,如圖所示 (2)接好光源,打開(kāi)開(kāi)關(guān),使燈絲正常發(fā)光 (3)調(diào)節(jié)各器件的高度,使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線(xiàn)到達(dá)光屏 (4)安裝雙縫和單縫,中心大致位于遮光筒的軸線(xiàn)上,使雙縫與單縫的縫平行,二者間距510 cm,這時(shí)可觀察白光的干涉條紋 (5)在單縫和光源間放上濾光片,觀察單色光的干涉條紋五、注意事項(xiàng)1雙縫干涉儀是比較精密的儀器,應(yīng)輕拿輕放,且注意保養(yǎng)2安裝時(shí),注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線(xiàn)上,并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)3光源燈絲最好為線(xiàn)狀燈絲,并與單縫平行且靠近4注意調(diào)節(jié)各縫平行六、實(shí)驗(yàn)中的誤差及對(duì)策1光波的波長(zhǎng)很小,y、l的測(cè)量對(duì)波長(zhǎng)的影響很大2在測(cè)量l
3、時(shí),一般用毫米刻度尺;而測(cè)y時(shí),用千分尺且采用“累積法”3多次測(cè)量求平均值要點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)基本方法【例】在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中,將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上(如圖),并選用縫間距d0.2 mm的雙縫屏從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離L700 mm.然后,接通電源使光源正常工作 (1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測(cè)量頭的目鏡看去,第一次映入眼簾的干涉條紋如圖甲(a)所示,圖中數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào),此時(shí)圖甲(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x11.16 mm;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示,此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)
4、x2_mm. (2)利用上述測(cè)量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離x_mm;這種色光的波長(zhǎng)_nm.【答案】(1)15.02(2)2.316.6102 1用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是() A相鄰干涉條紋之間的距離相等 B中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍 C屏與雙縫之間的距離減小,則屏上條紋間距增大 D在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下,紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距2英國(guó)物理學(xué)家托馬斯楊巧妙地解決了相干光源問(wèn)題,第一次在實(shí)驗(yàn)室觀察到了光的干涉現(xiàn)象如圖為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖,M為豎直線(xiàn)光源(長(zhǎng)直燈絲鈉燈),N和O均為有狹縫的遮光屏,P為像屏現(xiàn)有四種不同帶有狹縫的遮光屏,實(shí)驗(yàn)時(shí)的正確選擇是
5、()AN應(yīng)選1,O應(yīng)選2 BN應(yīng)選3,O應(yīng)選4CN應(yīng)選1,O應(yīng)選4 DN應(yīng)選3,O應(yīng)選2解析A單縫和雙縫要與光源平行,故A項(xiàng)正確 3用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)中采用雙縫干涉儀,它包括以下元件:A.白熾燈,B.單縫,C.光屏,D.雙縫,E.濾光片(其中雙縫和光屏連在遮光筒上) (1)把以上元件安裝在光具座上時(shí),正確的排列順序是:A、_(A已寫(xiě)好) (2)正確調(diào)節(jié)后,在屏上觀察到紅光干涉條紋,用測(cè)量頭測(cè)出10條紅亮紋間的距離為a;改用綠色濾光片,其他條件不變,用測(cè)量頭測(cè)出10條綠亮紋間的距離為b,則一定有_大于_【答案】(1)E、B、D、C(2)ab 4現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D、
6、紅色濾光片E等元件,要把它們裝在同一光具座上組成雙縫干涉裝置用來(lái)測(cè)量紅光的波長(zhǎng) (1)將白光光源C裝在光具座最左端,由左到右依次放置其他元件表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_. (2)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某亮紋中心對(duì)齊,將該亮紋記為0條紋,此時(shí)手輪上讀數(shù)如圖甲所示,讀數(shù)為_(kāi)mm,然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線(xiàn)與第5條亮紋中心對(duì)齊,讀數(shù)如圖乙所示,則相鄰條紋間距為_(kāi)mm.【答案】(1)E、D、B、A(2)2.3202.310 5如圖所示是用激光器、縫間距可調(diào)節(jié)的雙縫屏、光屏等器材研究光的干涉現(xiàn)象的裝置 (1)實(shí)驗(yàn)中用激光通過(guò)雙縫,其目的是_ _;在本實(shí)驗(yàn)中為了增大光屏上干涉條紋
7、的間距,可以采用其他條件不變只調(diào)節(jié)雙縫間距d的方法,應(yīng)使d_(填“增大”或“縮小”) (2)在實(shí)驗(yàn)中,如果將紅光換為黃光后通過(guò)同一雙縫裝置,會(huì)發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋的間距變小的現(xiàn)象,根據(jù)干涉理論中關(guān)于“在d與L相同的情況下,條紋間距與_ _的結(jié)論可以說(shuō)明紅光的波長(zhǎng)比黃光的波長(zhǎng)_(填“長(zhǎng)”或“短”)【答案】(1)產(chǎn)生頻率相同的兩束光縮小(2)波長(zhǎng)成正比長(zhǎng) 6某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定激光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,激光器發(fā)出一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個(gè)一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒,感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮線(xiàn) (1)這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明激光具有_性 (2)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),第一次分劃板中心刻度線(xiàn)對(duì)齊A條紋中心時(shí)如圖甲所示,游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示;第二次分劃板中心刻度線(xiàn)對(duì)齊B條紋中心線(xiàn)時(shí)如圖乙所示,游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖丁所示已知雙縫間距為0.5 mm,從雙縫到屏的距離為1 m,則圖丙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_(kāi)mm.圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_(kāi)mm.實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是_ _,所測(cè)光波的波長(zhǎng)為_(kāi)m(保留兩位有效數(shù)字) (3)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅激光換成藍(lán)激光,屏上相鄰兩條紋的距離將_【答案】(1)相干(2)11.416.7減小測(cè)量的偶然誤差6.6107(3)變小