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高中物理编辑
2020高中物理第十三章光第4节实验:用双缝干涉测量光的波长学案新人教版选修3_4
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  • 资源类别学案
    资源子类同步学案
  • 教材版本人教版(现行教材)
    所属学科高中物理
  • 适用年级高三年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1541 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/1/17 14:05:11
    下载统计今日0 总计14
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资源简介

4节 实验:用双缝干涉测量光的波长

1.了解用双缝干涉测量光的波长的实验原理,知道影响相邻条纹间距的因素。

2.通过进行用双缝干涉测量光的波长的实验,加深对双缝干涉图样的认识和理解。

3.认识物理实验和数学工具在物理发展过程中的作用。

一、实验目的

1.观察单色光的双缝干涉图样。

2.测定单色光的波长。

二、实验原理

双缝干涉实验中,相邻两条亮纹或暗纹间的距离Δxλ,根据这个公式可得λ

1.相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导

如图所示,双缝间距为d,双缝到屏的距离为l。双缝S1S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P1,两缝与P1的距离P1S1r1P1S2r2。在线段P1S2上作P1MP1S1,则S2Mr2r1,因d?l,三角形S1S2M可看做直角三角形。有:

r2r1dsinθ(S2S1Mθ)

另:xltanθlsinθ

①②r2r1d

P1处出现亮条纹,则d±(k0,1,2…)

解得:x±kλ(k0,1,2…)

相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距:Δxλ

2.光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝,相当于线光源,经双缝产生稳定的干涉图样,通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹。如果用白光通过单缝和双缝可以观察到彩色条纹。

3.若双缝到屏的距离用l表示,双缝间的距离用d表示,相邻两条亮纹或暗纹间的距离用Δx表示,则入射光的波长为λ。实验中d是已知的,测出lΔx即可求出光的波长λ

三、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、毛玻璃屏、测量头,其中测量头又包括:分划板、目镜、手轮等),另外还有学生电源、导线、米尺。

四、实验步骤

1.观察双缝干涉图样

(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。

(2)接好电源,打开开关,使灯丝正常发光。

(3)调节光源的高度和角度,使光源灯丝发出的光能沿着遮光筒的轴线把屏照亮。

(4)安装单缝和双缝,使单缝与双缝相互平行,二者间距约510 cm,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上。

(5)在单缝和光源间放上滤光片,就可见到单色光的双缝干涉图样。分别改变滤光片的颜色和双缝的距离,观察干涉条纹的变化。撤去滤光片,观察白光的干涉条纹。

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