的光学元件依次为①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取____________或_____________的方法。
(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是 (填数字代号);
(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮纹,读下手轮的读数如图实18-3所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮纹,读下手轮的读数如图实18-4所示。则:条纹的间距是 mm ;
(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm 、双缝和光屏之间的距离是900mm ,则
图实18-3
待测光的波长是 m (取三位有效数字)。
图实18-4
例2.在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变,用不同的色光照射时,则下列叙述正确的是 ( )
A.红光的干涉条纹间距最大 B.紫光的干涉条纹间距最大 C.红光和紫光干涉条纹间距一样大 D.用白光照射会出现白色干涉条纹 【问 题 思 考】
1、有一种干涉叫薄膜干涉,如彩色的肥皂泡,你认为薄膜干涉条纹产生的原因是什么?
2、在测定单色光的波长时,怎样用测量头测量两个亮纹距离?怎样减少测量误差?
第4节 用双缝干涉测量光的波长——习题课
【学习目标】
1、了解“用双缝测量光的波长”的实验原理,知道影响干涉条纹宽度的因素。 2、经历用双缝干涉测量光的波长的实验过程,加深对双缝干涉图样的认识和理解,养成合作意识。 【针 对 训 练】
1.两束光相遇时要产生稳定干涉的条件是两束光的_________相等。
2.产生相干光源的方法是:将一束_______的单色光(如红色激光)投射到两条相距很近的平行狭缝,再由这两个狭缝组成了两个振动情况____________的光源,这样的光源就是相干光源。
3.在单色光的双缝干涉中,最后出现的是____________的干涉条纹;当屏上某点到双缝的路程差等于_____________时,该处出现亮条纹,当屏上某点到双缝的路程差等于______________时,该处出现暗条纹。干涉条纹的间距与________________和____________________有关。
4.用单色光做双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹。如将双缝的间距变大,则屏上的干涉条纹的间距将_______;如果增大双缝与屏之间的距离,则屏上的干涉条纹的间距将_______;如将红光改为紫光做干涉实验;屏上干涉条纹间距将______。(填“变大”“变小”或“不变”)
5.关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是 ( ) A.用同一单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹
B.用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该色光波长的整数倍 C.用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍 D.用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定是该色光半波长的奇数倍
6.用包含红、绿、紫色光的复色光做干涉实验,干涉条纹离中心条纹最近的干涉条纹是( )
A.紫色条纹 B.绿色条纹 C.红色条纹 D.都一样近 7.下面有关光的干涉现象的描述中,正确的是 ( )
A.在光的双缝干涉实验中,将入射光由绿光改为紫光,则条纹间隔变宽 B.白光经肥皂膜前后表面反射后,反射光发生干涉形成彩色条纹
C.在光的双缝干涉实验中,若缝S1射入的是绿光,S2射入的是紫光,则条纹是彩色的
D.光的干涉现象说明光具有波动性
8.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法正确的是 ( )
A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的 B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹
C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光,但一定不是干涉条纹
D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光
9.在双缝干涉中,用白光入射双缝时,在光屏上可观察到彩色条纹,若把双缝分别用红色滤光片(只能通过红光)和蓝色滤光片(只能通过蓝光)挡住,则在光屏上可以观察到( )
A.红色和蓝色两套干涉条纹的叠加 B.紫色干涉条纹(红色和蓝色叠加为紫色) C.屏上两种色光叠加,但不会出现干涉条纹
D.屏上的上半部分为红色光,下半部分为蓝色光,不发生光的叠加 10.把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,则 ( )
A.两束干涉光是a、b面反射形成的 B.干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆 C.两束干涉光是b、c面反射形成的 D.干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆 11.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图1所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上, 在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图(1)装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后。则条纹 ( )
A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失
12.(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,装置如图1所示,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②__________、③___________、④_________、⑤遮光筒、⑥
__________。对于某种单色光,为增加相邻亮纹间距,可采取__________________或______________________的方法。
(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐, 将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图2所示。 然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数__________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为____________mm。
(3)已知双缝间距为2×10m,测得双缝到屏的距离为0.7m,则所测红光的波长为_________nm。
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13.5 光的衍射
【教学目标】
(1)观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。 (2)能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析 (3)初步了解衍射光栅
(4)知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似。 【教学重难点】
重点:观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件 难点:衍射现象和干涉现象条纹的不同点和相同点 【自主预习】
(认真阅读教材P59-P62相关内容,独立完成下列问题)
1.(1)一单色光照射到一条狭缝时,当狭缝较宽时,光沿___________传播,在光屏上形成一条宽度跟狭缝宽度___________的亮区;当狭缝较窄时,尽管亮区的___________有所减弱,但___________增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿___________传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象,且缝的宽度越窄,在光屏上形成的亮区的范围越___________。
(2)明暗条纹产生的位置特点:来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同,在某些位置,这两列波叠加后相互加强,出现了________,反之则出现暗条纹。 2.光产生明显衍射的条件是:障碍物或孔或狭缝的尺寸与光的波长______________,或比光的波长___________。
3.衍射光栅是由许多 的狭缝 地排列起来形成的光学元件,由衍射光栅得到的衍射图样与单缝衍射相比,衍射条纹的宽度 ,亮度 。
(1)单缝衍射的条纹比较宽,而且距中央亮条纹较远的条纹,亮度也较低。因此单缝衍射达不到实用要求。
(2)实验表明,如果增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。