13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长教案

新思路，新方法——《用双缝干涉测量光的波长》优秀教案解析。

一、教案详解1.教学目标本实验旨在通过双缝干涉法来测量光的波长，并让学生了解并掌握光的波动性质及其测量方法。

2.教学准备教学准备主要包括实验仪器的检查、教材与参考书的准备等，具体如下：（1）检查实验仪器，如干涉仪、单色仪、双缝衍射光源、分光计等；（2）准备教材和参考书，如普通物理学教科书、实验教材、实验指导书等。

3.教学过程本教案的教学过程主要分为三个环节，分别为：（1）教师讲解相关理论知识。

在教学前，教师应事先讲解光的波动性质及双缝干涉法原理，使学生对本实验有个整体性的了解。

（2）教师演示实验过程。

教师可以利用多媒体设备进行实验演示，让学生直观的了解双缝干涉测量光波长的具体操作过程。

（3）学生实验操作。

教师根据实验要求，带领学生进行实验操作，引导学生自主探究，发现实验中可能存在的问题，并及时纠正。

4.教学重点与难点（1）教学重点：①双缝干涉法测量光的波长的原理与步骤；②实验仪器的使用及实验数据的处理。

（2）教学难点：①学生对光波的概念理解；②学生实验操作中可能存在的问题的解决。

二、教案优劣分析1.优点分析（1）具有很强的针对性。

《用双缝干涉测量光的波长》优秀教案，更加突出了实验教学中的针对性，让学生更好地理解光的概念与原理。

（2）注重学生的自主探究性。

教师在教学过程中注重引导学生进行实验操作，让学生在实践中探究问题，提高学生的自主学习能力。

（3）强调实验数据的处理。

实验数据是物理实验教学的重要组成部分，教师通过对学生实验数据处理的指导，提高了学生的实验数据分析能力。

2.不足及改进（1）教材难度不适宜。

对于不同层次的学生，教材难度是需要进行适当调整的，有些学生在进行该实验时可能会存在诸如光的概念理解的问题，这就需要教师在教学过程中适当进行讲解。

（2）实验操作存在难度。

学生在实验操作时会遇到一些问题，有些甚至可能误操作，因此教师应该在教学过程中指导学生注意实验操作过程中可能存在的问题，并进行及时解决，避免影响实验结果。

13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长【教案目标】（一）知识与技能1．掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。

2．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。

（二）过程与方法培养学生的动手能力和分析处理“故障”的能力。

（三）情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法，对学生进行物理方法的教育。

【教案重点】双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。

【教案难点】x ∆、L 、d 、λ的准确测量。

【教案方法】复习提问，理论推导，实验探究【教案用具】双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺【教案过程】（一）引入新课师：在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？生：当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n ·2λ，n =0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n +1） 2λ，n =0、1、2…时，出现暗纹。

师：那么条纹间距与波长之间有没有关系呢？下面我们就来推导一下。

（二）进行新课1．实验原理师：［投影下图及下列说明］设两缝S 1、S 2间距离为d ，它们所在平面到屏面的距离为l ，且l >>d ，O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，O 到S 1、S 2距离相等。

推导：（教师板演，学生表达）由图可知S 1P =r 1师：r 1与x 间关系如何？生：r 12=l 2+（x -2d ）2 师：r 2呢？生：r 22=l 2+（x +2d ）2 师：路程差|r 1-r 2|呢？（大部分学生沉默，因为两根式之差不能进行深入运算）师：我们可不可以试试平方差？r 22-r 12=（r 2-r 1）（r 2+r 1）=2dx由于l >>d ，且l >>x ，所以r 1+r 2≈2l ，这样就好办了，r 2-r 1=Δr =ld x 师：请大家别忘了我们的任务是寻找Δx 与λ的关系。

Δr 与波长有联系吗？生：有。

师：好，当Δr =2n ·2λ，n =0、1、2…时，出现亮纹。

《实验：用双缝干涉测量光的波长》教案教学要求1.观察光的干涉现象2.知道决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹或暗条纹的特点。

3.了解用双缝干涉测波长的原理，知道影响干涉条纹宽度的因素4.经历测波长的过程，加深对双缝干涉图样的认识和理解，养成合作意识学习重难点1.决定条纹间距的条件2.相邻亮或暗条纹中心间距的表达式及其推导教学过程第一课时【自主学习】一、物理学史：1801年，英国物理学家________成功观察到了光的干涉现象。

二、演示实验：观看flash课件（回顾波的干涉知识）（1）实验过程:让一束单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距________，两狭缝就成了两个光源，它们的振动情况总是________的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相________。

（2）实验现象：在屏上得到________的条纹。

（3）实验结论：证明光是_______。

（4）现象解释：出现明显条纹的条件：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________时（即恰好等于波长的________时），两列光在这点相互加强，这里出现________；当两个光源与屏上某点的距离之差等于________时，两列光在这点________，这里出暗条纹。

三、光的干涉及条件：两列光________相同，________恒定。

【思考】既然光是一种波，为什么同时打开两盏灯时观察不到干涉现象？课堂探究练习1.两列光干涉时，光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系？声的干涉也遵循类似的规律。

设想在空旷的地方相隔一定位置的两个振动完全一样的声源，发出的声波波长是0.6m，观察者A离两声源的距离分别是4.5m 和5.4m，观察者B离两声源的距离分别是4.3m和5.5m。

这两个观察者听到声音的大小有什么区别？2.在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10-7m,如果用频率6.0×1014 HZ的黄光照射双缝，是通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。

4实验：用双缝干涉测量光的波长[学习目标] 1.掌握双缝干涉条纹间距的计算公式及推导过程.2.掌握用双缝干涉测波长的原理、器材、操作步骤及注意事项.3.会利用双缝干涉实验测量单色光的波长，加深对双缝干涉的理解．一、实验原理如图1所示，两缝之间的距离为d，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略．图1两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是：Δx＝l d λ.若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长．二、实验器材双缝干涉仪，即光具座、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、刻度尺等．三、实验步骤1．将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示．图22．接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．3．调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达屏．4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的干涉条纹．5．在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．四、数据处理1．安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．2．使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a 1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a 2，将该条纹记为第n 条亮条纹，则相邻两亮条纹间距Δx ＝|a 2－a 1|n －1. 3．用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l (d 是已知的)．4．重复测量、计算，求出波长的平均值．五、误差分析1．光波的波长很小，Δx 、l 的测量对波长λ的影响很大．2．在测量l 时，一般用毫米刻度尺；而测Δx 时，用千分尺且采用“累积法”．3．多次测量求平均值．六、注意事项1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件．2．滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去．3．安装时，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，间距大约5～10 cm.4．照在屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致．干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行．5．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心．6．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)(2019·南通市高二期末)如图3所示，是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S 1、S 2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( )图3A ．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离增大B ．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大C ．减小双缝间的距离，中央亮条纹会变成暗条纹D ．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大答案AD解析根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，将绿光换为红光，波长变长，则干涉条纹间的距离增大，A正确；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，将绿光换为紫光，波长变短，则干涉条纹间的距离减小，B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间的距离增大，而且中央亮条纹仍然是中央亮条纹，C错误；根据双缝干涉条纹间的距离公式Δx＝ldλ知，增大双缝到屏的距离，即l增大，干涉条纹间的距离增大，D正确．例2在杨氏双缝干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m，则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为______________．答案 1.178×10－2 m解析由Δx＝ldλ可知Δx＝1.178×10－3 m，则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为x＝10Δx＝1.178×10－2 m.二、实验原理与操作例3在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图4)，下列说法错误的是()图4A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝a n－1D．将滤光片放在单缝与双缝之间不改变实验结果答案 A解析调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放单缝和双缝，故A错误；测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B正确；n条亮条纹之间有n －1个间距，相邻两条亮条纹的间距Δx ＝a n －1，故C 正确；根据实验原理知D 正确．三、实验数据处理例4 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20 mm 的双缝，双缝与屏的距离为600 mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图5甲所示的干涉条纹．换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板中心刻线与第k 级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的________(填字母)，此时测量头的读数为25.70 mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板中心刻线与第k ＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是______ mm ，紫光的波长等于______ nm.图5答案 D 19.40 420解析 由干涉条纹间距公式Δx ＝lλd可知，换上紫色滤光片后，在其他条件不变的情况下，间距变小，干涉条纹变密，分划板中心刻线应该在正中央，所以为D.测量头标尺读数为19.40 mm.平均条纹间距Δx ＝25.70－19.405 mm ＝1.26 mm ，根据λ＝d lΔx ，解得λ＝420 nm.1．如图6所示，A 、B 、C 、D 代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：图6(1)如果A图样是红光通过双缝干涉产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适．(2)如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(3)如果将A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(4)如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适．答案(1)C(2)D(3)C(4)C解析光源由红光换成紫光时，λ变小，根据公式Δx＝ldλ可知，相应Δx也变小，(1)中应选C；双缝距离d减小时，Δx变大，(2)中应选D；双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx 变小，(3)中应选C；将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx也减小，(4)中应选C. 2．(多选)利用如图7所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法，其中正确的是()图7A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小答案ABD解析实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距公式Δx＝ldλ知条纹间距变宽，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C错误；把5个条纹间距数成6个，则Δx偏小，根据Δx＝ldλ，可知波长的测量值偏小，故D正确．3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图8所示．双缝间的距离d＝3 mm.图8若测定红光的波长，选用红色的滤光片，实验中测得双缝与屏之间的距离为0.70 m ，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图9甲所示，其读数为________ mm ；观察第5条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为______ mm.则可求出红光的波长λ＝________m ．(结果保留三位有效数字)图9答案 0 0.640 6.86×10－7 解析 由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 15－1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ， λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70 m ≈6.86×10－7 m.1．(2019·厦门外国语学校高二下期中)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图1甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是( )图1 A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源答案 B解析改变一个实验条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝ldλ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错；减小双缝之间的距离d，B对；换用波长更长，即频率更低的单色光源，D错；减小光源到单缝的距离不会改变Δx，A错．2．(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，若用单色光照射后观察毛玻璃屏上的条纹如图2所示，则有()图2A．若只适当增大单缝的宽度，则条纹间距将减小B．若只适当增大双缝的间距，则条纹间距将减小C．若只适当增大照射光的频率，则条纹间距将增大D．若只适当增大双缝到光屏的间距，则条纹间距将增大答案BD3．(多选)利用图3中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是()图3A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄答案ABD解析由条纹间距公式Δx＝ldλ可知，A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D 项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．4．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强答案AC解析安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不致太暗．综上所述，可知选项A、C正确．5．(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象．图4为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏．现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是()图4A．N应选用遮光屏1 B．N应选用遮光屏3C．O应选用遮光屏2 D．O应选用遮光屏4答案AC6．某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中．(1)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图5所示．若要使两者对齐，该同学应如何调节________．图5A．仅左右转动透镜B．仅旋转单缝C．仅旋转双缝D．仅旋转测量头(2)如图所示中条纹间距表示正确的是________．答案(1)D(2)CE解析(1)发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头，故A、B、C错误，D正确．(2)干涉条纹的中心间距是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和，等于两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离，故题图C、E是正确的．7．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图6所示．图6(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝间距有关D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是________．(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图7所示，该读数为________ mm.图7答案(1)ACD(2)0.702解析(1)为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，由Δx ＝l dλ可知，条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关，所以A 、C 、D 选项正确．(2)固定刻度读数为0.5 mm ，可动刻度读数为20.2×0.01 mm ，所以测量结果为0.5 mm ＋20.2×0.01 mm ＝0.702 mm.8．(2020·厦门一中高二下期中)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图8甲中的A )，游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时(如图丙中的B )，游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d ＝0.5 mm ，双缝到屏的距离l ＝1 m ，则：图8(1)图乙中游标卡尺的示数为________ cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为________ cm.(3)所测光波的波长为________ m(保留两位有效数字)．答案 (1)1.250 (2)1.775 (3)6.6×10－7解析 (1)题图乙游标卡尺的固定刻度读数为 1.2 cm ，游标尺上第10个刻度游标读数为0.05×10 mm ＝0.50 mm ＝0.050 cm ，所以最终读数为1.2 cm ＋0.050 cm ＝1.250 cm.(2)题图丁游标卡尺的固定刻度读数为1.7 cm ，游标尺上第15个刻度游标读数为0.05×15 mm ＝0.75 mm ＝0.075 cm ，所以最终读数为：1.7 cm ＋0.075 cm ＝1.775 cm.(3)Δx ＝1.775 cm －1.250 cm 6－2≈0.131 cm 根据Δx ＝l dλ得，λ≈6.6×10－7 m. 9．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向________(填“上”或“下”)调节．(2)某次测量如图9所示，则读数为________ mm.图9(3)几位同学实验时，有的用距离为0.1 mm 的双缝，有的用距离为0.2 mm 的双缝；同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，下列选项图选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是________．(已知红光波长大于紫光的波长)答案 (1)上 (2)5.007 (3)BD解析 (1)发现筒的上壁照得很亮说明光线向上，即观察端偏下，所以应将观察端向上调节；(2)螺旋测微器的固定刻度读数为5 mm ，可动刻度读数为0.7×0.01 mm ＝0.007 mm ，所以最终读数为5 mm ＋0.007 mm ＝5.007 mm ；(3)根据Δx ＝lλd可知，当红光分别通过距离为0.1 mm 和0.2 mm 的双缝时，双缝距离越大的条纹间的距离越小，故B 正确；同理，当红光和紫光通过相同距离的双缝时即l 、d 相同情况下，波长越长的条纹间的距离越大，故D 正确．10．(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图10所示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：图10(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________．A ．将单缝向双缝靠近B ．将屏向靠近双缝的方向移动C ．将屏向远离双缝的方向移动D ．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则单色光的波长λ＝________.(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20 m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字)．答案 (1)B (2)d Δx (n －1)l(3)630 解析 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式Δx ＝l dλ可知，需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ，故B 项正确，A 、C 、D 项错误．(2)由题意可知，Δx n －1＝l d λ，解得λ＝d Δx (n －1)l. (3)将已知条件代入公式解得λ＝630 nm.。

4实验：用双缝干涉测量光的波长[学习目标] 1.掌握双缝干涉条纹间距的计算公式及推导过程.2.掌握用双缝干涉测波长的原理、操作、器材及注意事项，3.会利用双缝干涉实验测量单色光的波长，加深对双缝干涉的理解．一、双缝干涉条纹间距的计算[导学探究]如图1所示，两缝间的距离为d，两缝连线中点为O，两缝连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l，屏上有一点P到两缝的距离为r1和r2，用波长为λ的激光照射双缝．若屏上P点是中央亮条纹上侧第k条亮纹，P点到P0点的距离满足什么条件？请阅读课本相关内容，参照下图，写出推导过程．图1答案 x ＝kl d λ.推导过程：Δr ＝r 2－r 1＝kλ≈d sin θ，x ＝l tan θ≈l sin θ，可得x ＝kld λ.[知识梳理] 双缝干涉条纹间距的决定因素及关系式 1．决定双缝干涉条纹间距的关系式推导如图1所示，Δr ＝r 2－r 1＝d sin θ，x ＝l tan θ≈l sin θ，消去sin θ可得r 2－r 1＝d xl .又因为满足条件r 2－r 1＝±kλ是亮条纹，故得x ＝±k ld λ，相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距为：Δx ＝l dλ.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＝d Δxl .[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)使用同一双缝实验装置做实验，亮条纹间距与光波波长成正比．(×)(2)根据λ＝d Δxl ，用同一种色光做双缝干涉实验，光波波长随双缝间距的增大而增大．(×)(3)单色光的双缝干涉条纹是等间距明暗相间的条纹．(√)二、实验：用双缝干涉测量光的波长1．实验器材双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头．另外还要有学生电源和导线等． 2．实验步骤(1)按如图2所示安装仪器．图2(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(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)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(暗)条纹的中心，记下此时手轮的读数，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(暗)条纹中心，再次记下此时手轮读数和移过分划板中心刻线的条纹数n .(5)将两次手轮的读数相减，求出n 个亮(暗)条纹间的距离a ，利用公式Δx ＝an －1算出条纹间距，然后利用公式λ＝dl 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． 3．注意事项(1)单缝、双缝应相互平行，其中心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(暗)条纹间的距离a ，求出相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx ＝a n －1.一、双缝干涉条纹间距问题例1在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5 mm ，测得双缝到光屏的距离为1.0 m ，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5 mm.则：(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？(2)假如把整个装置放入折射率为43的水中，这时屏上相邻亮条纹的间距为多少？答案 (1)4.0×1014 Hz 7.5×10－7 m (2)1.125×10－3 m解析 (1)相邻两条暗条纹间的距离：Δx ＝7.5×10－35 m ＝1.5 ×10－3 m.根据λ＝dl Δx 得：λ＝0.5×10－31.0×1.5×10－3 m ＝7.5×10－7 m ，由f ＝c λ得此光的频率：f ＝cλ＝ 3.0×1080.75×10－6Hz ＝4.0×1014 Hz.(2)在水中红光的波长λ′＝λn ＝34×7.5×10－7 m ＝5.625×10－7 m ，相邻两条亮条纹间的距离为：Δx ＝l d λ′＝ 1.00.5×10－3×5.625×10－7 m ＝1.125×10－3 m二、实验：用双缝干涉测量光的波长例2在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图3所示．双缝间的距离d＝3 mm.图3(1)若测量红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图4甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.图4答案 见解析解析 (1)要测量红光的波长，应用红色滤光片．由Δx ＝ld λ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx .(2)由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ， 所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ，λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70m ≈6.86×10－7 m.1．如图所示，A 、B 、C 、D 代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：(1)如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适．(2)如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(3)如果将A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(4)如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适．答案(1)C(2)D(3)C(4)C解析利用Δx＝ldλ公式，光源由红光换成紫光时，λ变小，相应Δx也变小，(1)中应选C；双缝距离d减小时，Δx变大，(2)中应选D；双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx变小，(3)中应选C；将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx也减小，(4)中应选C.2．如图5所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的()图5A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏B．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏C．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)________．答案C增加双缝到屏的距离或减小双缝间距解析a、b、c、d各装置的名称分别为滤光片、单缝、双缝、光屏，故C正确；由Δx＝ldλ可知，要增加相邻亮纹(或暗纹)的距离，可以增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距．3．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________(填“＞”“＜”或“＝”)Δx2.若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm.答案＞0.300解析根据Δx＝ldλ，因为红光的波长比绿光的长，所以红光的干涉条纹间距Δx1比绿光的干涉条纹间距Δx2大；由题意得相邻亮条纹的间距为Δx＝a5＝10.55mm＝2.1×10－3 m，再由Δx＝ldλ可以解得d＝0.300 mm.一、选择题1．做双缝干涉实验时，要增大屏上相邻亮条纹之间的距离，可以采取的措施是()A. 减小双缝到屏的距离B. 增大光的频率C. 增大双缝之间的距离D. 增大光的波长答案 D解析由双缝干涉中条纹间距的表达式Δx＝ldλ可知，增大条纹间距Δx，可以增大双缝到屏的距离l、减小双缝之间的距离d，或者增大光的波长λ，故A、C错，D对；增大光的频率，则减小了光的波长，条纹间距减小，故B错．2．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图1 (甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙) 图所示．他改变的实验条件可能是()图1A. 减小光源到单缝的距离B. 减小双缝之间的距离C. 减小双缝到光屏之间的距离D. 换用频率更高的单色光源答案 B解析改变条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝ldλ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错误；减小双缝之间的距离d，B对；换用波长更长，即频率更低的单色光，D错；改变光源到单缝的距离不会改变Δx，A错．3．(多选)利用图2中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是()图2A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄答案ABD解析由条纹间距公式Δx＝ldλ(d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离)，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．4．(多选)某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功．若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是()A. 将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B. 将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C. 将单缝向双缝移动少许，其他不动D. 将单缝与双缝的位置互换，其他不动答案ABC解析由Δx＝ldλ知，改变双缝到光屏的距离l仍能得到清晰条纹，只不过条纹间距变化，故A正确．单缝与双缝间的距离对干涉无影响，故C正确．滤光片的作用是得到相干单色光，装在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉，故B正确．5. (多选)关于“双缝干涉测光波的波长”实验，正确的说法是()A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B．观察到的白光和干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数答案ACD6．在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中()A．光源与屏之间应依次放置双缝、滤光片、单缝B．光源与屏之间应依次放置滤光片、双缝、单缝C．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变宽D．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变窄答案 C解析本实验先由滤光片得到单色光，再经单缝必须形成线光源，最后经过双缝，得到频率相同的光，进行干涉，故光源与屏之间应依次放置：滤光片、单缝、双缝，故A、B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，增大双缝到屏间的距离，或减小双缝间距，或换波长较长的光照射，可以增大条纹的间距，从而便于测量．单缝与双缝的间距不影响条纹间距．故C正确，D错误．7．(多选)双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的绿光换成红光或蓝光，下列讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况．其中正确的是()图3A．O点是红光的亮条纹B．红光的第一条亮条纹在P点的上方C．O点不是蓝光的亮条纹D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方答案AB解析O点到两缝的距离相等，故不论换用红光还是蓝光，O点均为亮条纹，所以A正确，C错误；由Δx＝ldλ可知，红光的波长比绿光的大，条纹间距也比绿光大，因此，红光的第一条亮条纹在P点的上方，B正确；同理，蓝光的波长比绿光的小，蓝光的第一条亮条纹在P点的下方，D错误．8．如图4所示双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹．乙图为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，则以下说法中正确的是()图4A．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短答案 A解析因为条纹间距与波长成正比，乙图中条纹间距大于甲图，故乙图中照射光的波长较长，可能为红光，故A正确．二、非选择题9. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，若已知双缝间的距离d.(1)若测定绿光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)已知双缝到光屏之间的距离l＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图5所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光B．增大双缝到屏的距离C．增大双缝到单缝的距离D．增大双缝间距图5 答案(1)绿双缝到屏的距离相邻条纹间距(2)6.4×10－7(3)AB解析(1)由于测量绿光的波长，因此应用绿色滤光片．由Δx＝ldλ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l和条纹间距Δx.(2)游标卡尺读数精确度为0.1 mm，A位置主尺读数为11 mm，游标尺读数为1，读数为x1＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，同理B位置读数为x2＝15.6 mm，则条纹间距Δx＝x2－x17≈0.64mm.则λ＝dlΔx＝6.4×10－7 m.10．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图6所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．图6(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用刻度尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.在操作步骤②时还应注意：____________.(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图7甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数______ mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为______ mm.图7(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4 m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ＝________，求得所测红光的波长为________ nm.答案 (1)E D B (2)见解析 (3)13.870 2.310(4)d Δx l6.6×102 解析 (1)滤光片E 是用来从白光中选出单色红光的，单缝屏是用来获得线光源的，双缝屏是用来获得相干光源的，最后成像在毛玻璃屏上．所以排列顺序为：C 、E 、D 、B 、A .(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上．(3)测量头的读数应先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为2.320 mm ，所以相邻亮条纹间距Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm. (4)由条纹间距公式Δx ＝l d λ得：λ＝d Δx l代入数据得：λ＝6.6×10－7 m ＝6.6×102 nm.11．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图8甲所示，转动手轮，使分划板向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示．已知双缝间距d ＝1.5 mm ，双缝到屏的距离l ＝1.00 m ，则被测光的波长为多少？图8答案 3.15×10－7 m解析 图甲读数为1.130 mm ，图乙读数为1.760 mm. 相邻两条亮条纹的间距Δx ＝1.760－1.1303mm ＝0.210 mm. 由Δx ＝l d λ得λ＝d Δx l ＝1.5×10－3×0.210×10－31.00 m ＝3.15×10－7 m.。

教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案。

一、实验原理双缝干涉实验是测量光的波长的重要工具。

在实验中，将两个狭缝放置于光源前方，在屏幕后方观察到干涉条纹。

通过干涉条纹的间距，可以计算光的波长。

实验原理如下：图1. 双缝干涉实验原理如上图所示，光源S向双缝a和b发出平行光线，经过两个狭缝的干涉后，在屏幕上会形成亮暗相间的干涉条纹。

当两束光线在D点聚焦时，由于路程差为整数个波长，因此两束光线处于相长干涉。

这时屏幕上会出现明条纹；但当两束光线路程差为半波长，即两束光线处于相消干涉，屏幕上会出现暗条纹。

通过测量相邻亮条纹间的距离d，我们可以计算出光的波长λ：其中，D为双缝到屏幕的距离，d是相邻亮条纹的距离，x是屏幕上的偏移量。

二、实验步骤1.准备实验器材，包括光源、双缝板、屏幕、卡尺等。

2.将双缝板放置于光源前方，调整双缝板至与光源垂直，使光线能够通过狭缝板。

3.将屏幕放置于双缝板后方，与狭缝板垂直，调整屏幕与双缝板的距离，确保显示出清晰的干涉条纹。

4.调整光源亮度和角度，以确保干涉条纹清晰可见。

5.通过卡尺测量相邻亮条纹的距离d，并计算出光的波长λ。

三、物理教案1.实验目的通过双缝干涉实验，掌握测量光的波长的方法，加深对波动光学理论的理解。

2.实验器材光源、双缝板、屏幕、卡尺。

3.实验原理实验原理与实验步骤相同，此处不再赘述。

4.实验步骤实验步骤与上述相同。

5.实验数据通过卡尺测量距离d，如下表所示：| 相邻亮条纹距离d/cm | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 || ------------------ | - | - | - | - | - || d | | | | | |6.实验结果通过上表计算，求得光的波长λ为_________。

7.实验总结通过实验，我们了解了双缝干涉实验的原理和测量光的波长的方法。

同时还掌握了科学实验的基本操作技能，提高了我们的动手实践能力。

第四节 实验：用双缝干涉测量光的波长自主学目标1.了解光波产生稳定干涉图样的条件.2.会用公式λdlx =∆测定波长. 知识点归纳 一、实验目的1.观察白光及单色光的双缝干涉图样.2.掌握用公式λdlx =∆测定波长的方法. 3.会用测量头测量条纹间距. 二、实验原理光源发出的光经过滤光片后成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经过双缝后产生稳定的干涉图样，通过光屏可观察到明暗相间的干涉条纹，条纹中心间距是λdlx =∆，则波长λ=① . 式中d 为② 、l 为③ 、 x ∆为④ .x ∆的测量为该实验的关键，如图1所示，分划板的刻线可通过目镜观察到，转动手轮，分划板会左右移动.测量时，使分划板中心刻度线对齐某条亮（暗）条纹的中心，如图2所示，记录此时手轮上的读数；转动手轮，使分划板对齐另一条条纹中心，记录此时手轮上的读数.两次读数之差x 表示这n 条条纹的间距，那么相邻条纹的间距 x ∆=⑤ . 三、实验器材双缝干涉仪：如图3所示，包括光源、光具座、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、测量头、学生电源、导线、米尺及测量头，测量头包括：分划板、目镜、手轮. 提示：①x ld∆ ②双缝之间距离 ③双缝到屏的距离 ④相邻条纹间距 ⑤ 1-n x重难点解析 四、实验步骤1.按下图将仪器安装在光具座上.2.将光源中心、单缝中心、双缝中心、遮光筒中心轴线调节在一条线上.调节单缝与双缝间距大约5～10cm ，并且使单缝和双缝的缝平行.3.接通电源，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹.4.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，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动手轮，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮的读数和移过分划板中心刻线的条纹数n.5.将两次手轮的读数相减，求出n 条条纹间的距离x ，计算相邻条纹的间距1-=∆n xx .6.用刻度尺测量双缝到屏的距离l (d 是已知的).7.利用x ld∆=λ，求出此单色光的波长λ.8.换用另一颜色的滤光片，重复步骤4、5、6、7，求出相应单色光的波长. 五、注意事项1.单缝、双缝要平行，光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒轴线在一条直线上,单缝和双缝间距离大约5～10cm.2.测相邻条纹间距x ∆时，用测量头测出n 条条纹的距离x ，求出相邻条纹的间距1-=∆n x x ，而不是nx. 3.测量双缝到光屏的距离l 时应多次测量求平均值. 六、误差分析 1.l 的测量双缝到屏的距离比较大，l 的测量造成的误差影响不太大，应用米尺准确去测量. 2.条纹间距x ∆的测量（1）由于条纹间距x ∆很小，故其测量造成的误差会比较大,若直接测量相邻条纹的距离，相对误差较大，所以需要测量多条条纹间的距离，再求出相邻条纹间距. （2）如果分划板刻度线与条纹不平行，会造成误差. (3)分划板刻度线必须与条纹中心必须对其，否则会造成误差.光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏图3 双缝干涉仪图2 测量头 图 1 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏典型例题例1 在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7m,屏上P 点距双缝s 1和s 2的路程差为7.95×10-7m.则在这里出现的应是 （选填“明条纹”或“暗条纹”）。

第4节实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验目的1．用双缝干涉实验装置测量光的波长．2．学习测量微小距离的方法．二、实验器材光具座、双缝干涉仪(由光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头组成)、学生电源．三、实验原理与设计1．测量原理由公式λ＝dlΔx，分别测量d、l和Δx，可求得光波波长．2．条纹间距Δx的测定如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝an－1.四、实验步骤1．如图甲所示，在光具座上把各光学元件装配好．从遮光筒上取下双缝，打开电源，调节光源的高度，直到光束能沿遮光筒的轴线射到毛玻璃屏的中心，放上单缝和双缝，使它们的距离为5～10 cm，并保持缝相互平行．2．观察光屏上的白光干涉条纹的特点．给光源加上不同的滤光片，看条纹的色彩、间距发生了什么变化，相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等．3．记下双缝间的距离d和双缝到光屏的距离l.4．转动手轮，先使分划板中心刻线对准某条亮条纹中心，如图乙所示，记下此时的读数．继续转动手轮，使分划板中心刻线移过n条条纹，对齐另一亮条纹中心，再记下此时的读数．转动手轮进行测量时，一次测量中不要反向旋转．5．把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δx.求出光的波长．五、注意事项1．单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝距离应相等．2．测双缝到屏的距离l可用米尺测多次取平均值．3．测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(暗)纹间的距离a，求出相邻的两条亮(暗)纹间的距离Δx＝an－1.六、误差分析本实验为测量性实验，因此应尽一切办法减少有关测量的误差．1．双缝到屏的距离l的测量误差因本实验中双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差．2．测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确．热点一对实验原理及注意事项的考查【例1】如图，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，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毛玻璃．(1)②、③、④三个光学元件依次为________(填正确答案的标号)；A．滤光片、单缝、双缝B．单缝、滤光片、双缝C．单缝、双缝、滤光片D．滤光片、双缝、单缝(2)如果实验时将红光滤光片换为绿光滤光片，则相邻亮纹(暗纹)间的距离________(填“变大”或“变小”)．[解析](1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，故A正确．(2)根据Δx＝Ldλ，当将红光滤光片换为绿光滤光片时，即波长减小，则相邻亮纹(暗纹)间的距离变小．[答案](1)A(2)变小[针对训练1]现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长．(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右表示各光学元件的字母的排列顺序应为C、________、________、________、A.(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是选项中的________．(3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将__________________________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将______________．(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)答案：(1)E D B(2)A(3)变宽变窄热点二仪器的使用和数理处理【例2】图甲是利用双缝干涉测量某单色光波长的实验装置，测得双缝屏到毛玻璃屏的距离l为0.2 m、双缝间的距离d为0.4 mm，图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是亮条纹的编号，图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为__________mm，图丁是测第4号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为__________mm.根据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝__________mm，计算波长的数学表达式λ＝________，被测光的波长为________nm.[解析]题图丙是测第1号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为0.5 mm＋0.01×1.0 mm＝0.510 mm题图丁是测第4号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为1 mm＋0.01×48.5 mm＝1.485 mm相邻两条亮条纹间的距离Δx＝1.485－0.5103mm＝0.325 mm根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ得λ＝Δx·dl代入数据得λ＝0.325×10－3×0.4×10－30.2m＝6.5×10－7 m＝650 nm.[答案]0.510 1.4850.325Δx·dl650[针对训练2]在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示．在实验前已获知的数据有：双缝的间距为d，双缝到屏的距离为L.(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是________．(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅．则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的________．(3)经测量，红光相邻两条干涉亮条纹间的距离为Δx，请据此写出能够反映红光波长大小的表达式λ＝________________．(4)该实验中L＝700 mm，已知d的数量级为10－4 m，相邻两条亮条纹间距的数量级为10－3 m，由此可推断红光的波长数量级约为________m.A．10－3B．10－5C．10－7D．10－9解析：(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，M处的实验器材是单缝；(2)干涉图样应是间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于蓝光的波长，根据Δx＝Ldλ可知，红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，故A与题意相符，B、C、D与题意不相符；(3)根据Δx＝Ldλ得，红光波长的表达式λ＝ΔxL d；(4)根据λ＝ΔxL d知，λ＝10－3×10－40.7m＝1.4×10－7 m故A、B、D与题意不相符，C与题意相符．答案：(1)单缝(2)A(3)ΔxL d(4)C(建议用时：30分钟)1．同学们利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使白炽灯正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹．(1)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮纹中央到第n 条亮纹中央间的距离为x，则单色光的波长λ＝____________．(2)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是________．A．屏上出现黑白相间的干涉条纹，中央是亮纹B．屏上出现黑白相间的干涉条纹，中央是暗纹C．屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹D．屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹答案：(1)xd（n－1）l(2)C2．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是________．(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值．解析：(1)为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行；由Δx＝ldλ可知，条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关，所以A、C、D正确．(2)固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为20.2×0.01 mm，所以测量结果为0.5 mm＋20.5×0.01 mm＝0.705 mm.(3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离．答案：(1)ACD(2)0.705(3)大于3．(1)某同学进行双缝干涉实验时备有下列仪器：A．白炽灯B．双缝C．单缝D．滤光片E．光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：______________(填写字母代号)．(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示．则入射光的波长λ＝____________m(结果保留2位有效数字)．(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光B．增大双缝到屏的距离C．增大双缝到单缝的距离D．增大双缝间距解析：(1)要产生单色光，需将白炽灯发出的光通过滤光片，再通过单缝形成线光源，最后通过双缝，在光屏上产生干涉条纹，所以器材的合理顺序是ADCBE.(2)游标卡尺读数精确度为0.1 mm，A位置主尺读数为11 mm，游标尺读数为1，读数为x1＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，同理B位置读数为x2＝15.6 mm，则条纹间距Δx＝x2－x17≈0.64 mm.则λ＝dLΔx＝6.4×10－7 m.(3)由Δx＝Ldλ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故A、B正确．答案：(1)ADCBE(2)6.4×10－7(3)AB。

《实验：用双缝干涉测量光的波长》教案一、实验目的1 •理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器.2•观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样.3. 掌握利用公式△ x = d入测波长的方法.二、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（暗）条纹间的距离△ x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离I、单色光的波长入之间满足入=d • △ x/1 .三、实验器材双缝干涉仪，即：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.附：测量头的构造及使用如图1甲所示，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，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数.然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的刻度.两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离.a实际测量时，要测出n条亮条纹（暗条纹）的宽度，设为a，那么△ x=--n —|四、实验步骤1. 安装仪器（1）将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示.甲乙(2) 接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光.调节各部件的高度，使光 源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.⑶ 安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝相互平行.2. 观察与记录(1) 调整单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹.(2) 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.3 •数据处理d用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离I ，由公式入二x 计算波长.重复测量、计算，求出波长的平均值.五、 误差分析测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距 △ x 测量不准，或 双缝到屏的距离测不准都会引起误差， 但都属于偶然误差，可采用多次测量取 平均值的方法来减小误差.六、 注意事项1. 调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，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和条纹的中心对齐，记清此时手 轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此滤光片单駅双缝 旬1…J …t 遮比筒(3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手 轮上的读数a i ；转动手轮，使分划板向一侧移动, 条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数当分划板中心刻度线与第n贝U 相邻两条纹间的距) ，测量其他色光的波长.离△时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条纹间的距离．4. 不要直接测△ x,要测多个亮条纹的间距再计算得△ x,这样可以减小误差．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. 记忆口诀亮光源、滤光片,单缝双缝成一线；遮光筒、测量头,中间有屏把像留；单缝双缝平行放,共轴调整不能忘；分划线、亮条纹,对齐平行测得准；n 条亮纹读尺数,相除可得邻间距；缝距筒长记分明,波长公式要记清.例 1 在“用双缝干涉测光的波长”实验中：(1) 实验装置采用双缝干涉仪,它由各部分光学元件在光具座上组成,现准备了下列仪器：A.光源，B.双缝片，C.单缝片，D.滤光片，E.毛玻璃(其中双缝片和光屏连在遮光筒上) .把以上仪器安装在光具座上时,正确的排列顺序是.(2) 关于本实验，正确的说法是( )A. 实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B. 观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C. 看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大D. 测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数例2利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d= 0.4 mm,双缝到光屏的距离I二0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图3所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，贝1 2 1 2III II III lllll III lll cm 11 III lllll I. Ill lll cmmililm] i |ni]]lfff|A甌SS '减置渎数图3(1) 分划板在图中A B位置时游标卡尺读数分别为X A=mm X B=______ mm相邻两条纹间距△ x= _______ m m(2) _______________________ 波长的表达式入= (用△ x、I、d表示)，该单色光的波长入= _______ m(3) 若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将“变大”、“不变”或“变小”).例3在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图4所示的方法，让激光束通过自制的双缝.(1) 保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________ (选填“越大”或“越小”);⑵保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距_______ (选填“越大”或“越小”);(3) 在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时______ (选填“大”或“小”)•1 •利用图5中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是( )图4A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C•将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄2. 某同学在做双缝干涉实验时，按各元件的合理顺序正确的安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于( )A. 光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B. 没有安装滤光片C•单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强3. 如图6所示是用双缝干涉测量光的波长的实验设备示意图.图6(1)图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是⑵以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( )A. 增大③和④之间的距离B. 增大④和⑤之间的距离C•将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离(3) 在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600 mm双缝之间的距离是0.20 mm,单缝到双缝之间的距离是100 mm某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心! ------------------------1 U JI图5刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图7甲所示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对 准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示•这两次示数依次为_______ mm 和 ______ m m 由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波 长为 ________ nm.以测量红光的波长. 遮光筒(1)将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为 C 、 _____ 、 ___ 、 ___ 、A.(2) 本实验的步骤有：① 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照 亮；② 按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒 的轴线上；③ 用刻度尺测量双缝到屏的距离；④ 用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意 ____________________________________________ 和(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐， 将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图 9甲所示•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，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为 mm 求得4 •现有毛玻璃屏 A 、双缝 B 、 白光光源C 单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用图7—O二 0=_ —£1相邻亮纹的间距△ x为 _________________________ mm.甲乙图9⑷已知双缝间距d为2.0 X 10-4 m,测得双缝到屏的距离I为0.700 m , 由计算式入= ______________ ，求得所测红光波长为 ________ nm.5•在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上(如图10所示)，并选用缝间距d = 0.2 mm的双缝屏•从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L= 700 mm然后，接通电源使光源正常工作.光源凸邊境逑光片弧最瑕醴速吒間测只头朋冃链'卜一…一一(1) 已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度•某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图11(a)所示，图(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图(b)中游标尺上的读数X— 1.16 mm 接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图(c)所示，此时图(d)中游标尺上的读数X2= _________________ mm(2) 利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离△ x = ______ mm这种色光的波长入= _________ nm.答案课堂探究例 1 (1)ADCBE或EBCDA (2)ACDd例 2 (1)11.1 15.6 0.75 (2) j-A x 6.0 X 10_7(3)变小例3 (1)越大⑵越大(3)小随堂训练1. ABD2.AC3. (1)滤光片、单缝、双缝(2)B(3) 0.641( ± 0.002) 10.293( ± 0.002)5364. (1) E D B (2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当-A x⑶ 13.870 2.310 ⑷一j 6605. (1)15.02 (2)2.31 660。

实验：用双缝干涉测量光的波长【教学目标】（一）知识与技能1．掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。

2．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。

（二）过程与方法培养学生的动手能力和分析处理“故障”的能力。

（三）情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法，对学生进行物理方法的教育。

【教学重点】双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。

【教学难点】x ∆、L 、d 、λ的准确测量。

【教学方法】复习提问，理论推导，实验探究【教学用具】双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺【教学过程】（一）引入新课师：在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？生：当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n ·2λ，n =0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n +1） 2λ，n =0、1、2…时，出现暗纹。

师：那么条纹间距与波长之间有没有关系呢？下面我们就来推导一下。

（二）进行新课1．实验原理师：［投影下图及下列说明］设两缝S 1、S 2间距离为d ，它们所在平面到屏面的距离为l ，且l >>d ，O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，O 到S 1、S 2距离相等。

推导：（教师板演，学生表达）由图可知S 1P =r 1师：r 1与x 间关系如何？生：r 12=l 2+（x -2d ）2 师：r 2呢？生：r 22=l 2+（x +2d ）2 师：路程差|r 1-r 2|呢？（大部分学生沉默，因为两根式之差不能进行深入运算） 师：我们可不可以试试平方差？r 22-r 12=（r 2-r 1）（r 2+r 1）=2dx由于l >>d ，且l >>x ，所以r 1+r 2≈2l ，这样就好办了，r 2-r 1=Δr =ld x 师：请大家别忘了我们的任务是寻找Δx 与λ的关系。

Δr 与波长有联系吗？生：有。

师：好，当Δr =2n ·2λ，n =0、1、2…时，出现亮纹。

实验:用双缝干涉测量光的波长【教学目标】1．了解“双缝干涉测量光的波长”的实验原理和实验器材,进一步理解影响干涉条纹间距的因素。

2．观察干涉图样,加深对干涉图样的认识和理解。

3．通过实验,学会用光的干涉测定单色光的波长。

【教学重难点】1．观察干涉图样,加深对干涉图样的认识和理解。

2．通过实验,学会用光的干涉测定单色光的波长。

【教学过程】一、复习导入1．产生稳定的干涉条纹的条件:两光频率相同。

2．（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹。

3．同样条件的双缝实验,用不同的色光得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。

Δx=l d λ4．单色光干涉条纹的特点是等间距的,明暗相间的。

二、新课教学（一）实验原理由Δx=ld λ得λ=dlΔx这就是用双缝干涉测量光的波长的实验原理。

（二）实验装置1．了解实验仪器:2．实验仪器的调节:①光源、透镜、遮光筒等应该共轴调节方法:调节光源和透镜的高度,让两者和遮光筒等高。

在未安装单缝和双缝时,能从遮光筒的另一端看到光源。

②双缝应该竖直放置③单缝、双缝的放置方向应平行调节方法:可以通过拨杆来调节单缝的放置方向。

3．观察白光的干涉图样:（1）看不到图样或图样较暗。

原因:光源、透镜、遮光筒不共轴。

（2）干涉条纹是斜的。

原因:双缝不是竖直放置的。

（3）条纹不清晰。

原因:单缝、双缝的放置方向不平行。

4．分两大组观察红光和蓝光的干涉图样:红光双缝间距0.18mm红光双缝间距0.36mm蓝光双缝间距0.36mm（三）物理量的测量1．??的测量让学生判断是测量哪一段的距离,最后教师给出结果,并得出测量方式:双缝到屏的距离??可以用刻度尺测出。

2．????的测量介绍测量头:提问:如何测量误差较小?测量??个亮条纹间的距离??,则:∆x=a/(n−1)教师提醒学生注意在测量n个亮条纹的距离时,要朝同一个方向旋转测量头。

最后用公式求出光的波长:λ=dΔxl（四）拓展:其他的测量方法1．牛顿环2．菲涅耳双棱镜3．法布里—珀罗干涉仪4．光栅5．分光计【课堂练习】1．在杨氏双缝干涉实验中,保持双缝到屏的距离不变,调节双缝间距离,当距离增大时,干涉条纹距离将变________,当距离减小时,干涉条纹间距将变________。

13.4实验：用双缝干涉测光的波长主备人：陈素勇 审核人：顾培文【教学目标】一、知识与技能1、复习巩固双缝干涉实验原理。

2、观察双缝干涉图样，掌握实验方法。

3、测定单色光的波长。

二、过程与方法分析实验原理、介绍实验仪器、结合学生自主学习、动手实验。

三、情感、态度与价值观培养工作中的合作精神、耐心细致的实验态度.【教学重点】 L 、d 、λ的准确测量。

【教学用具】双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺.【教学过程】一、课前导学1、 复习光的干涉现象2、 条纹间距可能与那些因素有关呢？二、质疑讨论 1、 实验原理 自主学习 书本56页 2、 思考、讨论 a) 设P 1 P 0相距为x ,入射的激光的波长为λ,21世纪教育网 试着推导x ，l ，λ,d 之间的关系b) 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx =c) 测波长的公式为λ=d) 根据测波长的公式,预计实验时所用的器材有哪些？e) 改变什么条件可以增大相邻亮条纹的距离以便于测量？f) 不同颜色的单色光的干涉条纹会有什么不同？请你作出猜想，并在后面的实验中验证3、测量方法两条相邻明(暗）条纹间的距离Δx 1用测量头测出,Δx =|a 1-a 2|。

Δx 很小，直接测量时相对误差较大,通常测出n 条明条纹间距离a ，再推算相邻两条明（暗）条纹间的距离，即条纹宽度Δx =1n a . 4、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挡板 屏 lP 0 1 S S 激光束(3)调节测量头时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数，转动测量头,使分划板中心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Δx ，要测几个条纹的间距计算得到Δx ,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。

《用双缝干涉仪测定光的波长》学历案一、学习目标1、理解双缝干涉现象产生的原理。

2、掌握用双缝干涉仪测定光波长的实验方法和步骤。

3、能够正确处理实验数据，计算出光的波长。

4、培养观察能力、实验操作能力和数据处理能力。

二、学习重难点1、重点（1）双缝干涉实验的原理。

（2）实验装置的调节和操作。

（3）实验数据的测量和处理。

2、难点（1）理解光的波动性和干涉现象。

（2）对实验误差的分析和减小误差的方法。

三、知识准备1、光的波动性光是一种电磁波，具有波动性。

光的波动性可以通过光的干涉、衍射等现象来证明。

2、双缝干涉原理当一束光通过双缝时，会在双缝后面的屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。

这是因为从双缝射出的光相当于两个相干光源，它们在屏幕上的某些位置振动加强，形成亮条纹；在某些位置振动减弱，形成暗条纹。

相邻亮条纹或暗条纹之间的距离Δx 与光的波长λ、双缝间距 d、双缝到屏幕的距离 L 之间存在关系：λ ＝d·Δx ／ L 。

四、实验器材双缝干涉仪、光源（如激光）、遮光筒、测量头（包括目镜、手轮、游标尺等）、米尺等。

五、实验步骤1、观察双缝干涉仪了解仪器的结构，包括光源、双缝、遮光筒、屏幕等部分。

2、安装仪器（1）将光源、遮光筒、双缝干涉仪依次放置在光具座上，调整它们的高度和位置，使光源发出的光能够顺利通过双缝。

（2）调节双缝的间距，使其大致相等。

3、调节仪器（1）打开光源，通过目镜观察双缝干涉条纹。

如果条纹不清晰，可调节遮光筒的位置或双缝的角度。

（2）调节测量头，使目镜中的分划板中心刻线与干涉条纹平行。

4、测量数据（1）用测量头测量相邻亮条纹或暗条纹之间的距离Δx 。

测量时，先转动手轮，使分划板的中心刻线移动到某一条纹的一侧，记下此时游标尺上的读数 x1 ；然后继续转动手轮，使分划板的中心刻线移动到相邻的另一条纹的同一侧，记下此时游标尺上的读数 x2 。

则相邻条纹的距离Δx ＝｜x2 x1| 。

为了减小测量误差，可测量多条相邻条纹的间距，然后取平均值。