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2015-2016学年高中物理13.3光的干涉实验-用(精)

奇数倍 时,两列光在这点相互削弱,这里出现暗条纹.
三、实验:用双缝干涉测量光的波长 1.实验原理:相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx= 根据这个公式,可以测出波长. 缝的中点位于遮光筒的轴线上.
l , λ d
2.观察双缝干涉图样时注意使单缝与双缝相互 平行 ,尽量使
3.测定单色光的波长
l 在Δx= λ中,双缝间的距离d是已知的,双缝到屏的距离l d
答案 D
三、用双缝干涉测光的波长
1.实验原理 (1) 光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝 后相当于线光源,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.
梳理·识记·点拨 理解·深化·探究
巩固·应用·反馈
一、杨氏干涉实验 1.1801年,英国物理学家 托马斯·杨 成功地观察到了光的干涉 现象. 2.让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上,狭缝
S1和S2相距很近,狭缝就成了两个波源,它们的频率、相位
和振动方向总是相同的.这两个波源发出的光在挡板后面的空
由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等,即分别由S1、S2射 出的光到 P 点的路程差为零,因此是亮条纹中心,因而, 无论入射光是什么颜色的光,波长多大, P 点都是中央亮 条纹中心.而分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是 橙光的一个波长,即|P1S1-P1S2|=600 nm=λ橙.当换用波长 为400 nm的紫光时,|P1S1-P1S2|=600 nm= 3 λ紫,则两列 2
明暗相间 间互相叠加,发生干涉现象,挡板后面的屏上得到_________ 的条纹.这种现象证明光是一种 波 . 二、出现明、暗条纹的条件 当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 偶数倍 时(即 恰好等于波长的 整数倍 时),两列光在这点相互加强,这里出
现 亮条纹 ;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的
一、杨氏双缝干涉实验
1.双缝干涉的装置示意图
图1
实验装置如图1所示,有光源、单缝、双缝和光屏. (1)单缝的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和 振动情况.也可用激光直接照射双缝. (2)双缝的作用:一束光被分成两束频率相同和振动情况完 全一致的相干光. 2.产生干涉的条件:两列光的频率相同、相位相同、振动 方向相同.本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干 光源的.
知红光与绿光频率、波长均不相等,这时( 纹消失 )
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条纹依 然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮 解析 分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后,红光 和绿光频率不等,不能发生干涉,因此屏上不会出现干涉条 纹,但仍有光亮. 答案 C
第十三章——
第3讲 光的干涉
实验:用双缝干涉测量光的波长
目标定位
1.知道光的干涉现象,知道光是一种波.
2.理解相干光源和产生干涉现象的条件.
3.理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.
4.了解双缝干涉测量光的波长的实验原理,能够利用双缝干涉实
验测量单色光的波长.
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
3.干涉图样 (1) 若用单色光作光源,则干涉条纹是等间距的明暗相间的 条纹. (2) 若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中间条纹 是白色的.
4.实验结论:证明光是一种波.
例1
在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到
了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片 ( 只
能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),已
测量头 可以用米尺测出,相邻两条亮条纹间的距离Δx需用_______ 测出.
想一想 答案
实验中为什么不直接测出相邻两条亮条纹间的距离 由于光的波长很小,实验中条纹宽度很小,直接测出
Δx,而要测出n个亮条纹间的距离,再求平均值? 一条条纹的宽度不准确或较难实现,只能先测出n 个条纹间 距,再求相邻亮条纹间的距离,这样既便于测量,又可以减 小误差.
橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处观察到亮条纹,在位于P
点上方的P1点出现第一条亮条纹(即P1到S1、S2的光程差为一个
波长),现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝,则( )
A.P和P1仍为亮点
B.P为亮点,P1为暗点
C.P为暗点,P1为亮点
D.P、P1均为暗点 图2
解析
从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光,
借题发挥
明确两列光波发生干涉的条件,知道不同色光
的频率不同,是对此类问题做出正确判断的关键.
二、屏上某处出现亮、暗条纹的条件 1.亮条纹的条件:屏上某点 P到两条缝S1和S2的路程差正好是 波长的整数倍或半波长的偶数倍.即: λ |PS1-PS2|=kλ=2k· (k=0,1,2,3,…) 2 k=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的O处,为亮条纹,此
光波到达P1点时振动情况完全相反,即分别由S1、S2射
出的光到达P1点时相互削弱,因此,在P1点出现暗条纹.
综上所述,选项B正确. 答案 B
借题发挥
判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹,要看该点
到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值,要记住 光程差等于波长整数倍处出现亮条纹,等于半波长奇数倍 处为暗条纹,还要注意这一结论成立的条件是:两个光源 情况完全相同.
针对训练
如图 3 所示,用频率为 f 的单色光
( 激光 ) 垂直照射双缝,在光屏的 P 点出现第 3
条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝S1、S2的
距离之差|r1-r2|应为( c 3c A. B. 2f 2f
3c C. f 5c D. 2f
)
图3
λ 解析 出现暗条纹,说明 S1、S2 到 P 点距离之差为 ×(2n- 2 5 c 5 5c 1)=2λ 而 λ= f ,所以|r1-r2|=2λ= 2f ,因而 D 是正确的.
处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹.k为亮条纹的级次.
2.暗条纹的条件:屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是
半波长的奇数倍.即:
λ |PS1-PS2|=(2k-1)· (k=1,2,3,…) 2
k为暗条纹的级次,从第1级暗条纹开始向两侧展开.
例2
ห้องสมุดไป่ตู้
如图2所示是双缝干涉实验装置,使用波长为600 nm 的
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