2019_2020学年高中物理第十三章用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)教案新人教版

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1、4 实验:用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)知识内容选考要求课时要求用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)√1.了解实验装置,知道实验原理及需要测量的物理量.2.知道测量头的使用方法,会测量明条纹的间距.3.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.4.知道获得理想干涉条纹的实验操作要求.5.会用控制变量的方法,分别研究光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系.6.会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长.7.经历实验过程,体会条纹间距测量时的实验方法.一、双缝干涉条纹间

2、距问题1.双缝干涉条纹间距的关系式为Δx=λ.2.若双缝到屏的距离用l表示,双缝间的距离用d表示,相邻两条亮条纹间的距离用Δx表示,则入射光的波长为λ=.二、用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)1.实验原理由公式Δx=λ可知,在双缝干涉实验中,d是双缝间距,是已知的;只要测出双缝到屏的距离l及相邻两亮(或暗)条纹的中心间距Δx,即可由公式λ=Δx计算出入射光的波长,而测量Δx是本实验的关键.2.实验装置(如图1所示)图13.测量头的构造及使用如图2所示,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,分划板会向左右移动,测量时,

3、应使分划板中心刻度对齐某条亮(或暗)条纹的中心,记下此时游标卡尺上的读数a1,转动手轮,使分划板中心刻线移至另一条亮(或暗)条纹中央,记下此时游标卡尺的读数a2;并记下两次测量的亮(或暗)条纹数n,则相邻两条亮(或暗)条纹间距Δx=.图24.实验步骤及数据处理(1)按如图1所示安装仪器.(2)将光源中心、单缝中心、双缝中心都调节在遮光筒的中心轴线上.(3)使光源发光,在光源和单缝之间加红(或绿)色滤光片,让过滤后的条形光斑恰好落在双缝上,通过调节遮光筒上测量头的目镜,观察单色光的干涉条纹;撤去滤光片,观察白光的干涉条纹(彩色条纹).(4)

4、再次加装滤光片,通过目镜观察单色光的干涉条纹,同时调节手轮,使分划板的中心刻线对齐某一亮(或暗)条纹的中心,记下此时游标卡尺的读数,然后继续转动手轮使分划板移动,直到分划板的中心刻线对齐另一亮(或暗)条纹中心,再次记下此时游标卡尺读数和移过分划板中心刻线的条纹数n.(5)将两次游标卡尺的读数相减,求出n个亮(或暗)条纹间的距离a,利用公式Δx=算出条纹间距,然后利用公式λ=Δx,求出此单色光的波长λ(d、l仪器中都已给出).(6)换用不同颜色的滤光片,重复步骤(3)、(4),并求出相应的波长.5.注意事项(1)单缝、双缝应相互平行,其中心

5、大致位于遮光筒的中心轴线上,双缝到单缝的距离应相等.(2)测双缝到屏的距离l时用毫米刻度尺多次测量取平均值.(3)测条纹间距Δx时,用测量头测出n条亮(或暗)条纹间的距离a,求出相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx=.(4)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近.一、双缝干涉条纹间距问题例1 (多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是(  )A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动答案 ACD解析 根据干涉图样中两

6、相邻亮条纹的间距Δx=λ可知,要使Δx增大,可以增大波长或增大双缝到屏的距离或缩小双缝间的距离,所以选项A、C、D正确,B错误.例2 在杨氏干涉实验中,若单色光的波长λ=5.89×10-7m,双缝间的距离d=1mm,双缝到屏的距离l=2m,则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为______________.答案 1.178×10-2m解析 由Δx=λ可知Δx=1.178×10-3m,则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为x=10Δx=1.178×10-2m.二、实验原理与操作例3 (2018·牌头中学上学期期中)下列关于“用双缝干

7、涉测量光的波长”实验的操作,正确的是(  )A.光具座上从光源开始依次摆放凸透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头和目镜B.将单缝向双缝靠近,相邻两亮条纹中心的距离减小C.将滤光片从红色换成绿色,观察到的条纹间距增大D.单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节答案 D解析 为了获取单色的线光源,光源后面是滤光片、单缝,然后通过双缝在光屏上产生干涉图样,则后面是双缝、遮光筒、测量头和目镜,故A错误;单缝与双缝间的距离不影响条纹的间距,所以相邻两亮条纹中心的距离不变,故B错误;若将红色滤光片换成绿色滤光片,根据双缝干涉条纹间距公式:Δx=,因波

8、长变短,观察到的条纹间距会变小,故C错误;单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节,故D正确.针对训练 (2018·嘉兴一中高二上学期期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,(1)下列操作正确

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