人教版高中物理选修3-4课件 13 实验：用双缝干涉测量光的波长课件2

4．实验：用双缝干涉测量光的波长

1．了解“用双缝干涉测量光的波长”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，加强合作意识。

测量长度的工具有：毫米刻度尺、米尺、螺旋测微器、游标卡尺等。光波的波长该用什么尺子来测量呢？

双缝干涉实验仪

提示：不是用某一把尺子，而是用双缝干涉仪来测量，在这个仪器中有毫米刻度尺和螺旋测微器(或游标卡尺)。

1．观察双缝干涉图样

(1)将____、______、________依次安放在光具座上。如图所示。

(2)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射到光屏上。

(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的中心____上，使双缝与单缝的缝____，二者间距约5～10 cm，这时，可观察到白光的干涉条纹。

(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。

2．测定单色光的波长

(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________中心时，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至________的中心时，记下此时手轮上的读数a2；并记下两次测量时移过的条纹数n，则相邻两亮条纹间距______________。

(3)用刻度尺测量____________(d是已知的)。

(4)重复测量、计算，求出波长的平均值。

(5)换用不同滤光片，重复实验。

思考：为什么不直接测Δx，而要测n条条纹间距？

答案：1．(1)光源 遮光筒 毛玻璃屏 (4)轴线 平行

2．(2)某亮条纹 另一亮条纹 Δx＝|21aan| (3)双缝到毛玻璃屏间的距离l

思考

提示：由于光的波长很小，实验中条纹宽度很小，无法直接测出一条条纹的宽度，只能先测出n个条纹间距，再求相邻亮条纹间的距离。

一、实验原理

光波波长很小，Δx、l的测量对波长λ的影响很大。l用毫米刻度尺测量，Δx用测量头上的游标尺测量，可测多条亮条纹间距离再求Δx，采用多次测量求λ的平均值法，可减小误差。

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第二讲 光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象

达标训练

1．如图所示是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是(答案：D )

①单缝S的作用是为了增加光的强度.

②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源.

③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时,产生第二条暗条纹.

④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时,产生中央亮条纹.

A.① B.①② C.②④ D.②③

2.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差△x=0.6m,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是(答案：AD )

A.用频率为f1的单色光照射时,出现明条纹.

B.用频率为f2的单色光照射时,出现明条纹.

C.用频率为f1的单色光照射时,出现暗条纹.

D.用频率为f2的单色光照射时,出现暗条纹.

3．关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是( 答案：ABD )

A.用同一种单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹.

B.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍.

C.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍.

D.用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍.

4．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），这时 （答案：C ）

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它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，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

光的干涉

实验：用双缝干涉测量光的波长【五大题型】

目录

知识点1：光的双缝干涉...........................................................................................................................................................1

【题型1 干涉条件及干涉图样的特点】..............................................................................................................................2

知识点2：干涉条纹和光的波长之间的关系.........................................................................................................................5

【题型2 干涉现象中亮、暗条纹间距的定性分析】.........................................................................................................5

【题型3 干涉现象中亮、暗条纹间距的定量计算】.........................................................................................................8

知识点3：薄膜干涉................................................................................................................................................................11

高中物理选修3-4

1 13.4用双缝干涉测量光的波长的教学设计

新课标要求

（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·2，n=0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n+1）高中物理选修3-4

2 2，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S1、S2间距离为d，它们所在平面到屏面的距离为l，且l>>d，O是S1S2的中垂线与屏的交点，O到S1、S2距离相等。

推导：（教师板演，学生表达）

由图可知S1P=r1

师：r1与x间关系如何？

生：r12=l2+（x-2d）2

师：r2呢？

生：r22=l2+（x+2d）2

师：路程差|r1-r2|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？

r22-r12=（r2-r1）（r2+r1）=2dx

由于l>>d，且l>>x，所以r1+r2≈2l，这样就好办了，r2-r1=Δr=ldx 高中物理选修3-4

3 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·2，n=0、1、2…时，出现亮纹。