2020_2021学年新教材高中物理第四章光4实验：用双缝干涉测量光的波长教案1新人教版选择性必修第一册.doc

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1、优选用双缝干涉测量光的波长【学习目标】1．明确《用双缝干涉测量光的波长》实验原理．2．知道实验操作步骤．3．会进行数据处理和误差分析．知识回顾：1.光的本质是什么？答：电磁波2.光是一种波吗？什么现象可以证明光是一种波？答：光的干涉3.干涉的条件？答：光的频率相同，振动方向相同知识点一、用双缝干涉测量光的波长解题依据实验目的：（1）观察白光及单色光的双缝干涉图样；（2）测定单色光的波长．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．如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．（2）若双缝到屏的距离用z表示

2、，双缝间的距离用表示，相邻两条亮纹间的距离用表示，则入射光的波长为．实验中是已知的，测出、即可测出光的波长-6-/6优选．实验器材：双缝干涉仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．实验装置：如图所示，将直径约、长约的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单色干涉条纹．实验步骤：（1）调节双缝干涉

3、仪，观察光的双缝干涉现象；（2）用单色光入射得到干涉条纹，测出条亮纹的距离，得相邻条纹的距离；（3）利用已知的双缝间距，用刻度尺测出双缝到屏的距离，根据公式计算出波长；（4）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长．要点诠释：①某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过．-6-/6优选②条纹间距用测量头测出．③单缝与双缝闻的距离在．注意事项（1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上；（3）调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中

4、心，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离；（4）不要直接测，要测几个条纹的间距计算得，这样可减小误差；（5）白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．测量条纹间隔的方法：两处相邻明（暗）条纹间的距离，用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数，两次读数之差就是相邻两条

5、明条纹间的距离．即．要点诠释：Δx很小，直接测量时相对误差较大，通常测出条明条纹间的距离-6-/6优选，再推算相邻两条明（暗）条纹间的距离．．洛埃镜干涉实验：1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃镜实验的基本装置如图13-3-16所示，为单色光源。为一平面镜．经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干涉条纹，其光路如图所示，干涉的条纹宽度公式为．例题1.图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是(　　)A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹

6、间的距离增大C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大【答案】B【解析】由双缝干涉条纹间距公式可知，减小双缝间的距离d，干涉条纹间的距离Δx增大，A错误；增大双缝到屏的距离l-6-/6优选，干涉条纹间的距离增大，B正确；将绿光换为红光，入射光的波长增大，干涉条纹间的距离增大，C错误；将绿光换为紫光，入射光的波长变短，干涉条纹间的距离减小，D错误．【总结升华】根据即可得出结论，课堂练习一：如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹间距变大可改用波长更________（填“长”或“短”）的单色光；或者使双缝与光屏之间的距离________（填“增大”或“减小

7、”）．【答案】长增大【解析】本题考查光的双缝干涉．根据干涉条纹间距可得，要想增大干涉条纹间距，可以改用波长较长的单色光或者增大双缝与光屏间的距离．本题难度较低．课堂练习二：用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A．白炽灯B．单缝片C．光屏D．双缝E．滤光片（其中双缝和光屏连在遮光筒上）．（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：-6-/6优选（A已写好）．（2）正确调节后，在屏