实验16 用双缝干涉测量光的波长(原卷版)-高中物理.docx
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1、更多资源关注微信公众号:学起而飞 实验十六实验十六用双缝干涉测量光的波长(原卷版)用双缝干涉测量光的波长(原卷版) 1.实验原理 如图 1 所示,两缝之间的距离为 d,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略. 两缝 S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为 P0,双缝到屏的距离 OP0l.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间 距:xl d. 若已知双缝间距,再测出双缝到屏的距离 l 和条纹间距x,就可以求得光波的波长. 2.实验器材 双缝干涉仪,即光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头.另外,还有学生电源、 导线、刻度尺等. 3实验步骤 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图
2、所示. (2)接好光源,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线到达光屏. (4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,两者间距 510 cm,这时可观察 白光的干涉条纹. (5)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹. 4.数据处理 (1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹. (2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心,记下手轮上的读数 a1,将该条纹记为第 1 条亮纹;转动手 轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心,记下此时手轮上的读数 a2,将该条纹记为第 n 条亮纹, 则相邻两亮条纹间距x|a2a1| n
3、1 . (3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离 l(d 是已知的). (4)重复测量、计算,求出波长的平均值. 5.误差分析 更多资源关注微信公众号:学起而飞 (1)光波的波长很小,x、l 的测量对波长的影响很大. (2)在测量 l 时,一般用毫米刻度尺;而测x 时,用千分尺且采用“累积法”. (3)多次测量求平均值. 6.注意事项 (1)双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒、测量头等元件. (2)滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘,应用擦镜纸轻轻擦去. (3)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、双缝平行 且竖直,间距大约 510
4、cm. (4)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线所 致.干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行. (5)测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心. (6)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近. 【典例 1】 (多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增 大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是() A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动 【针对训练 1】在杨氏干涉实验中,若单色光的波长5.891
5、0 7m,双缝间的距离 d1mm,双缝到屏的距 离 l2m,则第 1 个亮条纹到第 11 个亮条纹的中心间距为_. 【典例 2】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图),下列说法错误的是() A.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 B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C.为了减小测量误差,可用测量头测出 n 条亮条纹间的距离 a,求出相邻两条亮条纹间距x a n1 D.将滤光片放在单缝与双缝之间不改变实验结果 【针对训练 2】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,选用红色滤光片和间距为 0.20mm 的双缝,双缝与 屏的
6、距离为 600mm.某同学正确操作后,在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹.换成紫色滤光片正确操作后, 使测量头分划板刻线与第 k 级暗条纹中心对齐,在目镜中观测到的是图乙中的_(填字母),此时测量头 的读数为 25.70mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第 k5 级暗条纹中心对齐, 此时测量头标尺 更多资源关注微信公众号:学起而飞 如图丙所示,其读数是_mm,紫光的波长等于_nm. 【典例 3】 (2015全国卷)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕 上,红光的相邻干涉条纹间距x1与绿光的相邻干涉条纹间距x2相比,x1_x2(填“”“”或“”).若实 验
7、中红光的波长为630nm, 双缝与屏幕的距离为1.00m, 测得第1条到第 6条亮条纹中心间的距离为10.5mm, 则双缝之间的距离为_mm. 【针对训练 3】(多选)利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时,有下面几种说法,其中正 确的是() A.实验装置中的元件分别为滤光片、单缝、双缝 B.将滤光片由紫色的换成红色的,干涉条纹间距变宽 C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽 D.测量过程中,把 5 个条纹间距数成 6 个,导致波长测量值偏小 E.去掉滤光片后,干涉现象消失 【典例 4】在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,装置如图所示.双缝间的距离 d3mm. 若测定红
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