2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十三章4

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1、4实验：用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游考试要求知识内容标型测量头)√1.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量.2.知道测量头的使用方法，会测量明条纹的间距.3.知道滤光片和遮光筒的作用，理解实验中为了满足干涉条件所采用的方法.4.知道获得理想干涉条纹的实验操作课时要求要求.5.会用控制变量的方法，分别研究光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系.6.会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长.7.经历实验过程，体会条纹间距测量时的实验方法.一、双缝干涉条纹间距问题l1．双缝干涉条纹间距的关系式为x＝dλ

2、.2．若双缝到屏的距离用l表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮条纹间的距离用x表示，则入射光的波长为λ＝dlx.二、用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)1．实验原理l由公式x＝dλ可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；只要测出双缝到屏的d距离l及相邻两亮(或暗)条纹的中心间距x，即可由公式λ＝lx计算出入射光的波长，而测量x是本实验的关键．2．实验装置(如图1所示)图13．测量头的构造及使用如图2所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐某条亮(或暗)条纹的中心，记下此时游标卡尺上的读数a1，转动手

3、轮，使分划板中心刻线移至另一条亮(或暗)条纹中央，记下此时游标卡尺的读数a2；并记下两次测量的亮(或暗)条纹数n，则相邻两条亮(或暗)条纹间距x＝

4、a2－a1

5、n－1.图24．实验步骤及数据处理(1)按如图1所示安装仪器．(2)将光源中心、单缝中心、双缝中心都调节在遮光筒的中心轴线上．(3)使光源发光，在光源和单缝之间加红(或绿)色滤光片，让过滤后的条形光斑恰好落在双缝上，通过调节遮光筒上测量头的目镜，观察单色光的干涉条纹；撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)．(4)再次加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐某一亮(或暗)条纹的中心，记

6、下此时游标卡尺的读数，然后继续转动手轮使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一亮(或暗)条纹中心，再次记下此时游标卡尺读数和移过分划板中心刻线的条纹数n.(5)将两次游标卡尺的读数相减，求出n个亮(或暗)条纹间的距离a，利用公式a算出x＝n－1dx，求出此单色光的波长λ(d、l仪器中都已给出)．条纹间距，然后利用公式λ＝l(6)换用不用颜色的滤光片，重复步骤(3)、(4)，并求出相应的波长．5．注意事项(1)单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的中心轴线上，双缝到单缝的距离应相等．(2)测双缝到屏的距离l时用毫米刻度尺多次测量取平均值．(3)测条纹间距x时，用测量头测出n条

7、亮(或暗)条纹间的距离a，求出相邻两条亮(暗)条纹a间的距离x＝.一、双缝干涉条纹间距问题例1在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5mm，测得双缝到光屏的距离为1.0m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5mm.则：(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？4(2)假如把整个装置放入折射率为3的水中，这时屏上相邻亮条纹的间距为多少？答案(1)4.0×－7×10－31014Hz7.5×10m(2)1.125m解析(1)相邻两条暗条纹间的距离x＝7.5×10－3m＝1.5×10－3m.5d根据λ＝lx得－30.5×10m，λ＝×1.5×10－3

8、m＝7.5×10－71.0c由f＝得红光的频率λc3.0×108Hz＝4.0×1014Hz.f＝＝7.5×10－7λλ(2)在水中红光的波长λ′＝n＝5.625×10－7m，相邻两条亮条纹间的距离为l1.073x′＝dλ′＝0.5×10－3×5.625×10－m＝1.125×10－m.二、实验原理与操作例2在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图3)，下列说法错误的是()图3A．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

9、邻两条亮条纹间距x＝an－1D．将滤光片放在单缝与双缝之间不改变实验结果答案A解析调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；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，故B正确；n条亮条纹之间有n－1个间距，相邻两条亮条纹的间距x＝a，故C正确；根据实n－1验原理知D正确．三、实验数据处理例3(2016·浙江4月选考·21)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