高中物理第4章光的波动性4_2用双缝干涉仪测定光的波长教师用书沪科版选修3-4.pdf
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1、精品教案可编辑4.2 用双缝干涉仪测定光的波长一、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xld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x与入射光波长之间的定量关系推导如图 4-2-1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PS1r1,PS2r2.在线段PS2上作PMPS1,则S2Mr2r1,因d?l,三角形S1S2M可看作直角三角形.有:r2r1dsin(令S2S1M).图 4-2-1则:xltan lsin
2、 有:r2r1dxl若P处为亮纹,则dxlk,(k0,1,2,)解得:xkld.(k0,1,2,)相邻两亮纹或暗纹的中心距离:xld.精品教案可编辑2.测量原理由公式 xld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x,即可由公式dlx计算出入射光波长的大小.3.条纹间距 x的测定如图 4-2-2甲所示,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,如图4-2-2乙所示记下此时读数,再转动手轮,
3、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xan1.图 4-2-2三、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.一、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、光屏依次安放在光具座上,如图4-2-3所示精品教案可编辑图 4-2-3(2)接通电源,打开开关,使灯丝正常发光.(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,两者间距为 510 cm.这时可观察白光的干涉条纹.(5)在单缝和光
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