高中物理 第4章 光 第5节 用双缝干涉实验测定光的波长教师用书 粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理教案VIP免费

第五节用双缝干涉实验测定光的波长1．(2分)由两个不同光源所发出的两束白光射在同一点上，不会产生干涉现象．这是因为()A．两个光源发出光的频率不同B．两个光源发出光的强度不同C．两个光源发出光的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源【解析】两束光不是相干光源．【答案】D2．(2分)关于杨氏实验，下列说法中错误的是()A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为振动情况总是相同的波源B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光互相抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光互相加强，屏上出现亮条纹D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光互相抵消或削弱，屏上出现暗条纹【解析】两列相干光，在波谷与波谷叠加区域，光互相加强，屏上出亮条纹，B错误．【答案】B3．(3分)如图4－5－1所示的杨氏双缝干涉的实验中，如果在光屏上的P是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的路程差δ应是()图4－5－1A．波长的整数倍B．半波长的整数倍C．只是波长的奇数倍D．只是半波长的奇数倍【解析】光的干涉现象出现亮条纹的条件：δ＝nλ(n＝0，±1，±2…)【答案】A4．(3分)如图4－5－2所示，是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么()图4－5－2A．A、B、C三个位置都出现亮纹B．B位置出现暗纹C．C位置出现亮或暗条纹由其他条件决定D．以上结论都不对【解析】在干涉现象中，所谓“振动加强点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某时刻它也可以位于平衡位置(如图中C点)，所谓“振动减弱点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波长的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的．本题中，A、B、C连线上所有点到缝S1、S2的距离相等，所以A、B、C三点都是振动加强点，屏上对应出现的是亮条纹，所以A正确．【答案】A课标导思1.了解光波产生稳定干涉图样的条件．2．会用公式Δx＝λ测定波长.学生P52一、实验目的1．了解光波产生稳定干涉图样的条件．2．观察白光及单色光的双缝干涉图样．3．掌握用公式Δx＝λ测定波长的方法．4．会用测量头测量条纹间距离．二、实验原理1．相邻明纹(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4－5－3所示，双缝间距d，双缝到屏的距离L.双缝S1、S2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P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2.在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d≪L，三角形S1S2M可看作直角三角形．有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．图4－5－3则：x≈Ltanθ≈Lsinθ有：r2－r1＝d若P处为亮纹，则d＝±kλ，(k＝0,1,2，…)解得：x＝±kλ.(k＝0,1,2，…)相邻两亮纹或暗纹的中心距离：Δx＝λ.2．测量原理由公式Δx＝λ可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；L是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝Δx计算出入射光波长的大小．3．条纹间距Δx的测定测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝.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、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺.学生P52一、实验步骤1．按图4－5－4所示安装仪器．图4－5－42．将光源中心、单缝中心、双缝中心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(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干...