2018-2019学年浙江高中物理第十三章光第3课时光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长学案.docx

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1、第3课时　光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长[研究选考·把握考情]知识内容光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长考试要求加试c教学要求1.知道杨氏双缝干涉实验，以及它对认识光的本性的意义2.知道光的干涉条件，知道杨氏双缝干涉实验设计的巧妙之处3.了解干涉条件的特点4.理解明、暗条纹产生的条件5.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量6.知道测量头的使用方法，会测量明条纹的间距7.知道滤光片和遮光筒的作用，理解实验中为了满足干涉条件所采用的方法8.知道获得理想干涉条纹的实验操作要求9.会用控制变量的方法，分

2、别研究光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系10.会设计实验数据记录表并记录数据11.会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长12.会用光传感器做双缝干涉实验13.经历实验过程，体会条纹间距测量时的实验方法说明1.不要求定量计算以双缝干涉为背景的问题2.不要求推导相邻两个明条纹或暗条纹中心间的计算公式知识点一　杨氏干涉实验[基础梳理]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.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

3、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。3.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间互相叠加，发生干涉现象，挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。这种现象证明光是一种波。[要点精讲]1.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。2

4、.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，且中间条纹是亮的。3.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)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时(　　)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纹消失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

5、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知识点二　出现明暗条纹的条件[基础梳理]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奇数倍时，两列光在这点相互削弱，这里出现暗条纹。[要点精讲]1.屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图2所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到

6、屏的距离为l，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1。图2(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ(其中k＝0，1，2，3，…)，则出现亮条纹。(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝(2k＋1)(其中k＝0，1，2，3，…)，则出现暗条纹。2.相邻亮条纹(暗条纹)间的距离Δx与波长λ的关系：Δx＝λ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离。【例2】如图3所示为双缝干涉实验装置。当使用波长为6×10－7m的橙色光做实验时，光屏上的P点及其上方的P1点形成两条相邻的明纹。若

7、使用波长为4×10－7m的紫光重复上述实验，在P点和P1点形成的明、暗纹情况是(　　)图3A.P和P1都是明纹B.P是明纹，P1是暗纹C.P是暗纹，P1是明纹D.P和P1都是暗纹解析　根据形成明、暗条纹的条件可知：无论换用哪种波长的色光、波程差，Δr＝PS1－PS2＝0，故P点总是明纹。橙色光在P1点形成第一级明纹，有Δr＝P1S2－P1S1＝nλ＝1×6×10－7m＝6×10－7m，这对紫光来说：P1S2－P1S1＝1.5λ紫，故P1为暗纹。答案　B知识点三　实验：用双缝干涉测量光的波长[要点精讲]操作指要1

8、.双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。2.滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘，只能用擦镜纸轻轻擦拭，不要用其他物品擦拭或口吹气除尘。3.注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直。4.光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。测量头原理1.测量头由分划板、目镜、手轮构成，转动手轮，分划板会左右移动，测量