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《新步步高高二物理沪科版选修3-4学案：42用双缝干涉仪测定光的波长含解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、学案2用双缝干涉仪测定光的波长［学习冃标定位］1•了解用双缝干涉仪测定光的波长的实验原理2知道影响干涉条纹宽度的因素.3.观察白光及单色光的干涉图样4能够利用双缝干涉实验测左单色光的波氏.温故追本溯源推陈方可知新知识•储备区知识链接1.单色光干涉图样的特点：中央为亮条纹，两边是明暗相间的条纹.2.用游标为20分度的卡尺测量某物体的反度时，示数如图1甲所示，读数为0.775cm,用螺旋测微器测另一物体的长度时，示数如图乙所示，读数为&474mm.012cm111111n.1,1,1miJ.i,mIin■'实验器材双缝干涉仪（包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测微目镜
2、,其屮测微目镜又包括•：刻度板、目镜、手轮等）、学生电源、导线、米尺.单色光发生双缝干涉时，相邻两条亮条纹（或暗条纹）的屮心距离是山=软.条纹间距Ax的测定如图2甲所示，测微目镜由刻度板、目镜、手轮等构成，测量时先使刻度板的屮心刻线对齐某条亮条纹的中央，如图乙所示，记下手轮上的读数印；转动手轮，使刻度板中心刻线移至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数应，得出〃个亮条纹间的距离为$=卜2—川，则相邻两亮条纹间距心=邑二哲n—I
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10、探究区一、实验原理1.相邻亮条纹(暗条纹)间的距离2与入射光波长久Z间的定量关系推导如图3所示，双缝间距d,双缝到屏的距离厶双缝S
11、、S2的连线的中垂线与屏的交点为对屏上与Po距离为x的一点P，两缝与P的距离PS=L,PS2=L2.在线段PS2上作PM=PS”则S2M=L2-L},因〃《厶三角形S}S2M可看作直角三角形，有:厶2—厶】=〃sin〃(令ZS2SM=0-图3则：x=Ltan&=厶sin。消去sin0,有：厶2—厶1=蛙若P处为暗条纹,则冷=(2«—1)叙=1,2,3,)解得兀=±(2«—1)务彳若P处为亮条纹,则冷=±以，伙=0,1,2,…)解得：x=±楡.(k=0
12、,,2,…)相邻两亮条纹或暗条纹的屮心间距：心=令.2•测量原理由公式心弓可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；厶是双缝到屏的距离,可以测出，那么，只要测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)的中心间距心，即可由公式2=亍心计算出入射光波长的大小.二、实验步骤1.按图4所示安装仪器.光源滤光片单缝双缝遮光筒屏aa图42•调节光源中心、单缝中心、双缝中心，让它们都位于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（绿）色滤光片，使通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测微目镜，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹；撤去滤光片，观察口光的干涉条纹（彩色条纹）.4.加
13、装滤光片，通过冃镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使刻度板的中心刻线对齐某一条纹的屮心，记下手轮的读数，然后继续转动使刻度板移动，直到刻度板的屮心刻线对齐另一•条纹中心，记下此吋手轮读数和移过刻度板中心刻度线的条纹数5.将两次手轮的读数相减，求出”个亮（暗）条纹间的距离s,利用公式Ax=5/（«-1）,算出条纹I'可距，然后利用公式2=纟匕，求出此单色光的波长"d、厶仪器中都已给出）.6.换用另一滤光片，重复步骤3、4、5,并求出相应的波长.三、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.测双缝到屏的距离厶时，用毫米刻度尺测多次
14、収平均值.3•测条纹间距心时，用测微目镜测出〃条亮（暗）条纹间的距离s,求出相邻的两条亮（暗）条纹间的距离右.四、误差分析实验中的双缝间距d是器材本身给出的，因此本实验要注意厶和Ax的测量.光波的波长很小，厶、心的测量对波长的影响很大.1.厶的测量：用毫米刻度尺测量，需要多次测量求平均值.2.条纹间距心的测定利用测微目镜测量.可利用“累积法”测”条亮（暗）条纹间距s,再求心=占，并可采用多次测量求心的平均值的方法进一步减小误差.五、典例精析【例11如图5所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏尸上观察到干涉条纹.耍得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（）单缝屏双缝屏光屏A.增大
15、Si与S2的间距B.减小双缝屏到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光解析在双缝干涉实验中，相邻两个亮条纹（或暗条纹）间的中心间距心=容,要想增大条纹间距可以减小两缝间距“，或者增大双缝屏到光屏的距离厶，或者换用波长更长的光做实验.由此可知，选项C正确，选项A、B、D错误.答案C【例21在“用双缝干涉仪测定光的波长”的实验屮，装置如图6所示.双缝间的距离d=3mm.Mt滤光片电遜双讎遮光筒毛玻蹒屏¥i-t-'-r—AA图6（1）若测定红光的波长，应
