高考物理一轮复习 第十五章 光 电磁波与相对论 第4讲 实验：用双缝干涉测光的波长学案-人教版高三全册物理学案

第 4 讲 实验：用双缝干涉测光的波长 微知识 1 实验目的1．明确实验器材的构成及其作用。2．观察白光及单色光的双缝干涉图样。3．测定单色光的波长。微知识 2 实验原理如图所示，电灯发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝 S 时发生衍射，这时单缝 S 相当于一单色光源，衍射光波同时到达双缝 S1和 S2之后，再次发生衍射，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，透过 S1、S2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，S1、S2到屏上 P 点的路程分别为 r1、r2，两列光波传到 P 的路程差 Δx′＝|r1－r2|，设光波波长为 λ。1．若 Δx′＝nλ (n＝0,1,2，…)，两列波传到 P 点同相位，互相加强，出现明条纹。2．若 Δx′＝(2n＋1) (n＝0,1,2，…)，两列波传到 P 点反相位，互相减弱，出现暗条纹。这样就在屏上得到了平行于双缝 S1、S2的明暗相间的干涉条纹。相邻两条明(暗)条纹间的距离 Δx 与入射光波长 λ，双缝 S1、S2间距离 d 及双缝与屏的距离 l 有关，其关系式为：Δx＝λ，由此可知，只要测出 Δx、d、l，即可测出波长 λ。两条相邻明(暗)条纹间的距离 Δx 可用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。如下图左所示。 转动手轮，分划板会左、右移动。测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心 (如上图右所示)，记下此时手轮上的读数 a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时，记下手轮上的刻度 a2，两次读数之差就是这两条条纹间的距离。即 Δx＝|a1－a2|。Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出 n 条明(暗)条纹间的距离 a，再推算相邻两条明(暗)条纹间的距离 Δx＝。微知识 3 实验器材双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺。微知识 4 实验步骤1．观察双缝干涉图样(1)把直径约 10 cm、长约 1 m 的遮光筒水平放在光具座上；筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏(装置如图所示)。(2)取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使光线能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(3)放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离为 5－10 cm，并使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。(4)通过测量头观察屏上出现的白光的干涉图样。(5)在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉图样。2．测定单色光的波长(1)用刻度尺测出屏到双缝的距离 l。(2)转动手轮，...