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1、合作探究自主预习 第五节第五节 用双缝干涉实验测定光的波长用双缝干涉实验测定光的波长 合作探究自主预习 目标导航预习导引 合作探究自主预习 目标导航预习导引一二 一、观察双缝干涉图样一、观察双缝干涉图样 1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏等依次安放在光具座上。如图所 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射到光屏上。 4.安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的中心轴线上,使双缝与 单缝的缝平行,二者间距约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。 合作探究自主预习 目标导航预习导引一二 二、
2、测定单色光的波长二、测定单色光的波长 1.实验的步骤 (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亮条纹中心时,记下手轮上的读数a1; 转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心时,记下此 时手轮上的读数a2;并记下两次测量时移过的亮条纹数n,则相邻两 亮条纹间距 (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)换用不同滤光片,重复实验。 合作探究自主预习 目标导航预习导引一二 实验中为什么不直接测相邻条纹间距x,而要测几个条纹间距来 求平均值? 提示 由于光的波长很小,实验中条纹宽度很小,直接测出一
3、条条 纹的宽度不准确或较难实现,只能先测出n个条纹间距,再求相邻亮 条纹间的距离,这样既便于测量,又可以减小误差。 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 一、观察双缝干涉图样一、观察双缝干涉图样 器材的安装与调整时应注意: (1)先将光源、遮光筒依次放于光具座上,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,使光源、单缝及双缝三者的中 心位于遮光筒的轴线上,并注意使双缝与单缝相互平行,在遮光筒 有光屏一端安装测量头,如图所示,调整分划板位置直到分划板中 心刻线位于光屏中央。 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应
4、用 1.不同颜色的单色光的干涉条纹会有什么不同?请你作出猜想,并 在后面实验中验证。 答案:据 知,不同颜色单色光的干涉条纹间距不同,波长越 长,条纹间距离越大。 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 2.在实验中,若用白光作光源,得到的干涉图样有什么不同?中央 亮纹为什么是白色?其他亮纹中为什么红色在最外侧、紫色在最 内侧? 答案:若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央是白色的。 从双缝射出的两列光波中,各种色光都能形成明暗相间的条纹,各 种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹。两侧条 纹间距与各色光的波长成正比,即红色光的亮条纹间的宽度最大, 红色在亮纹
5、的最外侧,紫色光亮条纹间的宽度最小,紫色在亮纹的 最内侧,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样就形成 了彩 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 【例1】 下图是用双缝干涉测光的波长的实验装置示意图。 (1)图中是光源,是光屏,它们之间的、依次是 、 、 。 (2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离( ) A.增大和之间的距离 B.增大和之间的距离 C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 (3)在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600 mm,双缝之 间的距离是0.20 mm,
6、单缝到双缝之间的距离是100 mm。某同学在 用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某 条亮条纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图甲所示,然后 他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮条纹的中心,这时手 轮上的示数如图乙所示,这两次示数依次为 mm和 mm,由此可以计算出所测单色光的波长为 nm。 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 解析:(1)各器件在光具座上的排序依次为:光源、滤光片、单缝、 双缝、光屏。 (2)根据 ,增大和之间的距离l,能增大光屏上相邻两条 亮条纹之间的距离,故选项A错误,B正确;将红色滤光片改为绿色滤 光片,减小,则x减
7、小,选项C错误;增大双缝之间的距离即增大d,则 x减小,选项D错误。 答案:(1)滤光片 单缝 双缝 (2)B (3)0.640(0.6390.641均正 确) 10.793(10.79210.794均正确) 564 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 (2017全国卷)(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
8、位置移动 答案:ACD 合作探究自主预习 一二知识精要典题例解迁移应用 二、测定单色光的二、测定单色光的波长波长 合作探究自主预习 一二知识精要典题例解迁移应用 【例2】 用单色光做双缝干涉实验,下列说法中正确的是( ) A.中间部分两相邻明条纹的间距是两边两相邻明条纹的间距的2倍 B.两相邻明条纹的间距是相等的 C.屏与双缝之间的距离减小,则屏上两相邻明条纹的间距增大 D.在实验装置不变的情况下,红光的两相邻明条纹的间距小于蓝光 的两相邻明条纹的间距 思路分析根据两相邻明条纹的间距公式 ,可以看出两相邻明 条纹的间距是相等的,条纹间距与波长、双缝到屏间的距离和双缝间 的距离有关。 合作探究自
9、主预习 一二知识精要典题例解迁移应用 解析:双缝干涉实验中,明条纹是等间距的,选项A错误,B正确。两 相邻明条纹的间距 ,其中d是双缝间的距离,l是双缝到屏的距 离,是光的波长,可见,屏与双缝之间的距离减小,则屏上两相邻明条 纹的间距减小,选项C错误。红光的频率比蓝光的小,则红光的波长 比蓝光的长,故红光的两相邻明条纹的间距大于蓝光的两相邻明条 纹的间距,选项D错误。 答案:B 合作探究自主预习 一二知识精要典题例解迁移应用 合作探究自主预习 一二知识精要典题例解迁移应用 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝 的距离l1=60 mm,双缝与屏的距离l2=700 mm,单缝宽
10、d1=0.10 mm, 双缝间距d2=0.25 mm。用测量头来测量光屏上干涉亮纹中心的距 离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左 右移动,让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心(如图乙所示),记 下此时手轮的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮 纹的中心,记下此时手轮上的刻度。 合作探究自主预习 一二知识精要典题例解迁移应用 甲 乙 合作探究自主预习 一二知识精要典题例解迁移应用 (1)当分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手 轮上的读数如图丙所示,则对准第1条时读数x1= mm,对准第 4条时读数x2= mm,相邻两条亮纹间的距离x= mm。 丙 (2)计算波长的公式= ;求得的波长值是 nm。 合作探究自主预习 一二知识精要典题例解迁移应用