试验十四用双缝干涉测光的波长试验目的和器材试验目的了解光.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-10 格式:PPT 页数:27 大小:4.7MB 金币:10 举报 版权申诉
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实验目的和器材实验目的和器材【实验过程】1.安装双缝干涉仪(1)先将光源(线状光源)、遮光筒、光屏依次放于光具座上,如图所示,调整光源的高度,使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)将单缝和双缝安装在光具座上,在遮光筒有光屏一端安装测量头,如图所示。①光源、单缝、双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上。②双缝与单缝平行。③调整分划板位置,使分划板中心刻线位于光屏中央。2.观察双缝干涉图样(1)调节单缝的位置,使单缝和双缝间距离保持在5~10cm,使缝相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上,这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹,若干涉条纹不清晰,可通过遮光筒上的调节长杆轻轻拨动双缝,即可使干涉条纹清晰明亮。在屏上就会看到白光的双缝干涉图样。(2)将红色(或绿色)滤光片套在单缝前面,通过目镜可看到单色光的双缝干涉条纹。(3)改变滤光片和双缝,观察干涉图样的变化。3.测量单色光波长(1)转动测量头上的手轮,使分划板中心刻线对齐某一条亮条纹中心,记下手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板中心刻线对齐另一条亮条纹中心,记下手轮上的读数a2。(2)测出n条亮纹间的距离a=a2-a1,进而求出相邻两条亮条纹间距离:。(3)双缝间的距离d是已知的,双缝到屏的距离l用米尺测出,利用表达式求单色光的波长。(4)换用不同颜色的滤光片重复上述步骤,并求出相应的波长。【误差分析】1.刻度尺和测量头出现的读数误差对实验结果的影响很大;因此采取多测几条条纹间距和多次测量取平均值的办法减小误差。2.单缝、双缝不是严格相互平行,其中心没有位于遮光筒的轴线上以及单缝到双缝的距离不是严格相等造成误差。应尽量把单缝、双缝调平行,调节单缝到双缝的距离相等并使它们的中心大致位于遮光筒的轴线上【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.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、双缝相互平行。3.滤光片、单缝、双缝等如有灰尘,应用擦镜纸或干净软布轻轻擦去。4.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。5.双缝干涉演示仪的测量头有两种,一种相当于螺旋测微器,一种相当于游标卡尺,具体应用时要加以区别。热点1实验仪器使用与实验操作【典例1】(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图):(1)下列说法哪一个是错误的________。(填选项前的字母)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.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为__________mm。【标准解答】(1)选A。应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝,A选项不正确。目镜分划板中心应与亮纹中心对齐,使得移动过程测出的条纹间距较为准确,B选项正确。目镜移过n条亮纹,则亮条纹间距,C选项正确,故选A。(2)主尺读数是1.5mm,螺旋读数是47.0×0.01mm,因此示数为1.970mm。答案:(1)A(2)1.970热点2实验现象的分析与数据处理【典例2】在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行,当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺去测量,转动手轮,移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐时,如图甲所示,将此明纹记为1,然后再转动手轮,分划板中心刻线向右移动,依次经过2、3…明纹,最终与明纹6中心对齐,分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图乙、丙所示(游标卡尺为10分度),则图乙对应的读数为______m,图丙对应的读数为______m。用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00cm,由双缝上标示获知双缝间距为0.2mm,则发生干涉的光波波长为______m。在实验中,若经粗调后透过测量头上的目镜观察,看不到明暗相间的条纹,只看到一片亮区,造成这种情况的最可能的原因是________。【标准解答】图乙对应读数为1.94×10-2m。图丙对应的读数为2.84×10-2m。根据公式,得λ==。若粗调后看不到干涉条纹,只看到一片亮区,则最可能的原因是单缝与双缝不平行。答案:1.94×10-22.84×10-26.00×10-7单缝与双缝不平行1.在观察光的双缝干涉现象的实验中:(2)换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将_____