13-4：用双缝干涉测量光波长.ppt

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1、用双缝干涉测量光的波长用双缝干涉测量光的波长一、光的干涉现象、光的干涉现象-杨氏干涉实杨氏干涉实验验1、装置特点、装置特点：（1）双缝很近 0.1mm，（2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等，单缝 双缝红滤色片S1SS2屏幕2、要用单色光要用单色光 单单孔孔的的作作用用：是是获获得点光源得点光源 双双孔孔的的作作用用：相相当当于于两两个个振振动动情情况况完完全全相相同同的的光光源源，双双孔孔的的作用是获得相干光源作用是获得相干光源 5、干涉图样的特点、干涉图样的特点：（1）形成明暗相间的条纹 （2）亮纹间等距、暗纹间等距（3）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮 条纹-中央亮纹双缝S1S2屏

2、幕P1 第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2P3/第三亮纹 =3P3 第三亮纹 =3P3/第二亮纹 =2P3/第一亮纹 =Q2 第二暗纹Q 1 第一暗纹Q3 第三暗纹Q3/第三暗纹Q2/第二暗纹Q1/第一暗纹=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2结论结论：亮纹：光程差 =n（n=0，1，2，等）等）暗纹：光程差 =（2n-1)/2 (n=1,2,3,等）等）3、亮（暗）纹间距的公式、亮（暗）纹间距的公式推导推导(x=）红红蓝蓝紫紫红光波长最大，频率最小红光波长最大，频率最小紫光波长最小，频率最大紫光波长最小，频率最大本实验的目的：本实验的目的：（1 1）观察双缝干涉图样（单

3、色光、白光）观察双缝干涉图样（单色光、白光）（2 2）测定单色光的波长）测定单色光的波长(x=)明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；干涉条纹是以中央亮纹干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；为对称点排列的；在每条彩色亮纹中在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。红光总是在外缘，紫光在内线。双缝干涉的实验装置双缝干涉的实验装置光源光源单缝单缝双缝双缝毛玻璃毛玻璃遮光筒遮光筒测量头测量头2.观察干涉条纹的变化（白光、红光、蓝光）观察干涉条纹的变化（白光、红光、蓝光）3.测定单色光的波长测定单色光的波长1.装置的调节装置的调节滤色片滤色片拨杆拨杆d 由双缝直

4、接标明由双缝直接标明测定单色光的波长测定单色光的波长原理：由相邻两亮条纹中心间距原理：由相邻两亮条纹中心间距a 由测量头测出由测量头测出L 从装置上的标尺读出从装置上的标尺读出测量头的构成：测量头的构成：由分划板、目镜、手轮组成由分划板、目镜、手轮组成.测量头读数原理：测量头读数原理：*游标卡尺游标卡尺*螺旋测微器螺旋测微器手轮手轮分划板分划板 5用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长。实验装置如图。实验装置如图15所所示，已知单缝与双缝间的距离示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的，双缝与屏的距离距离L2=700mm，双缝间距，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测。用测量

5、头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图线对准亮纹的中心（如图16所示），记下此时手轮上所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。纹的中心，记下此时手轮上的读数。光光源源滤光片滤光片单单缝缝双双缝缝遮光筒遮光筒屏屏图图15L1L2图图16（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图

6、17所示，则对准第1条时读数x1=_mm、对准第4条时读数x2=_mm（2）写出计算波长的表达式，=_（用符号表示），=_nm152051002025151520510040453530图17第1条时读数第4条时读数（1）x1=2.190mm，解：x2=7.870mm=676 nm(2)在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中A.入射光波长越长，干涉条纹间距越大入射光波长越长，干涉条纹间距越大B.入射光波长越长，干涉条纹间距越小入射光波长越长，干涉条纹间距越小C.把入射光由绿光变为紫光，干涉条纹间距变小把入射光由绿光变为紫光，干涉条纹间距变小D.把入射光由绿光变为红光，干涉条纹间距变小把入射光由绿光变

7、为红光，干涉条纹间距变小答案：答案：AC 把同一杨氏双缝干涉实验装置放在水面之一下，实把同一杨氏双缝干涉实验装置放在水面之一下，实验得到的干涉条纹与空气中得到的条纹有何不同？验得到的干涉条纹与空气中得到的条纹有何不同？在水中实验时，干涉条纹的间距比在空气中窄在水中实验时，干涉条纹的间距比在空气中窄.因为光从空气进入水中时速度变小，波长变短因为光从空气进入水中时速度变小，波长变短（=v/f），而），而x正比于正比于，故干涉条纹的间距变窄，故干涉条纹的间距变窄.双缝干涉实验中，双缝间的距离为双缝干涉实验中，双缝间的距离为d，双，双缝到屏的距离为缝到屏的距离为L，调整实验装置，使得屏上，调整实验装置

8、，使得屏上可以看到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的可以看到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是情况，下列叙述正确的是A.若将屏向左移动一小段距离，屏上的干涉若将屏向左移动一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰条纹将变得不清晰B.若将屏向右移动一小段距离，屏上仍有清若将屏向右移动一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹晰的干涉条纹C.若将双缝间的距离若将双缝间的距离d减小，屏上的两条相邻减小，屏上的两条相邻明条纹间的距离变小明条纹间的距离变小D.若将双缝间的距离若将双缝间的距离d减小，屏上的两条相邻减小，屏上的两条相邻明条纹间的距离增大明条纹间的距离增大答案：答案：BD 在双缝干涉过程中

9、，若用红色滤光片遮住一条缝，在双缝干涉过程中，若用红色滤光片遮住一条缝，用蓝色滤光片遮住另一条缝，用白光作为入射光，在用蓝色滤光片遮住另一条缝，用白光作为入射光，在屏幕上是否还能产生光的干涉条纹吗？为什么？屏幕上是否还能产生光的干涉条纹吗？为什么？答答：不能：不能.白光通过红、蓝色滤光片后成为红色、白光通过红、蓝色滤光片后成为红色、蓝色光，它们频率不同，不是相干光源，不能产生光蓝色光，它们频率不同，不是相干光源，不能产生光的干涉条纹的干涉条纹.（2005天津）天津）如图所示，在如图所示，在“用双缝干涉测光的波用双缝干涉测光的波长长”实验中，光具座上放置的光学元件依实验中，光具座上放置的光学元件依次为次为光源、光源、_、_、_、遮光筒、遮光筒、光屏，对于光屏，对于某种单色光，为增加相邻亮纹某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹暗纹)间的间的距离，可采取距离，可采取_或或_的方法的方法滤光片滤光片单缝单缝双缝双缝增大双缝与光屏的距离，减少双缝间的距离增大双缝与光屏的距离，减少双缝间的距离【解析解析】：根据相邻亮纹：根据相邻亮纹(暗纹暗纹)间的距离，间的距离，其中其中l是双缝与光屏的距离，是双缝与光屏的距离，d是双缝间的距是双缝间的距离，增大双缝与光屏的距离、减少双缝间离，增大双缝与光屏的距离、减少双缝间的距离都可以增加相邻亮纹的距离都可以增加相邻亮纹(暗纹暗纹)间的距间的距离。离。