《实验：用双缝干涉测光的波长》教学案1.doc

实验 用双缝干涉测光的波长教案一、 考情分析考试大纲考纲解读实验十五 用双缝干涉测光的波长二、考点知识梳理 实验目的：. 明确实验器材的构成及其作用.观察白光及单色光的双缝干涉图样.测定单色光的波长.实验原理：图、光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，干涉条纹可从屏上观察到.图样中相邻两条亮(暗)纹间的距离与双缝间的距离、双缝到屏的距离、单色光的波长之间满足 .通过测量、就可计算出光的波长.、双缝间的距离是已知的，双缝到屏的距离可以用测出，相邻两条亮（暗）纹间的距离用（如图实）测出.测量头由、等构成.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（如图实），记下此时手轮上的读数.图转动测量头，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.两次读数就表示这两条条纹间的距离.实验器材：双缝干涉仪、米尺、测量头.三、考点知识解读剖析：（一）、实验步骤：、观察双缝干涉图样：如图实所示，把直径约、长约的遮光简水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏. 图取下双缝，打开光源，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.放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为 ，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样. 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样.分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化.测定单色光的波长： 已知双缝间的距离，用米尺测出双缝到屏的距离，用测量头测出相邻两条亮(暗)纹间的距离，由，算单色光的波长.为了减小误差，可测出条亮纹(暗)纹间的距离，则可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离.例如，转动测量头上的手轮，把分划板上的刻线对准视场左边的某一亮条纹（记下读数），把分划板向右移动，使之对齐第条亮条纹（记下读数），则 .图换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长.（二）、注意事项：单缝双缝应相互平行，其中心位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝的距离应相等.测双缝到屏的距离，可用米尺测多次取平均值.测条纹间距时，用测量头测出条亮（暗）纹间的距离，求出相邻的两条明（暗）纹间的距离 .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。.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸或干净软片轻轻擦去。.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。.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。.调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，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，干涉条纹不清晰一般主要原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节。（三）、数据处理方法单色光波长的求解：范例：用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离的大小恰好是图实中游标卡尺的读数，双缝到毛玻璃屏间的距离的大小也由图实中毫米刻度尺读出.实验时先移动测量头上的手轮，把分化线对准靠近最左边的一条明条纹（如图实所示），并记下螺旋测微器的读数（如图实所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第条明条纹并记下螺旋测微器的读数（如图实所示），试由以上测量数据求该单色光的波长. 图图图图图 由图实读得所用双缝间距.图实中双缝的位置，毛玻璃屏的位置，则双缝到屏的间距.图简谱和图中手轮的初始读数为，转动手轮，分划板中心刻线移动到第条线时手轮读数，则相邻亮条纹间的距离 .（四）、误差来源及分析.光波的波长很小，、的测量对波长的影响很大.在测量时，一般用毫米刻度尺，而测量时，用千分尺.多次测量求平均值减小偶然误差.例题 现有毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝和透红光的滤光片等光学元件，要把它们放在图实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.遮光筒将白光光源放在光具座最左端，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、.图本实验的步骤有：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；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；用米尺测量双缝到屏的距离；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.在操作步骤时还应注意和.图 图将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第条亮纹，此时手轮上的示数如图实所示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，记下此时图实中手轮上的示数，求得相邻亮纹的间距为.已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离为，由计算式，求得所测红光波长为.【思路点拨】滤光片是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取点光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏.所以排列顺序为：、.在操作步骤时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离大约为；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上.螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，读数为.图中读数为，所以相邻条纹间距：由条纹间距公式得：，代入数值得：.【变式训练】在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图实 ），并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。图 已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第次映入眼帘的干涉条纹如图（）所示，图（）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图（）中游标尺上的读数；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图（）所示，此时图（）中游标尺上的读数 ； 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 ；这种色光的波长 。解析：由游标卡尺的读数规则可知；图（）中暗纹与图（）中暗纹间的间隔为个，故（ ）()；由可知。四、考能训练 基础达标 .在做双缝干涉实验时，若在双缝后各放置一个偏振片，当两个偏振片的透振方向相互垂直时( )光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大干涉条纹消失，但仍有光照射到光屏上干涉条纹消失，光屏上一片黑暗.关于双缝干涉测光的波长实验，下列说法正确的是( )滤光片放在单缝与双缝之间测量时，分划板刻线竖直放置从第条到第条亮纹中央距离为，则相邻亮条纹间距为换用不同滤光片后应调节单、双缝间距才能看到干涉条纹.用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）相邻干涉条纹之间距离相等中央明条纹宽度是两边明纹宽度的两倍屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距.某同学在做双缝干涉实验时，按要求安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是因为( )光源发出的光束太强单缝与双缝不平行没有安装滤光片光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大.如图实所示，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光源、遮光筒、光屏.对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取或的方法.图.在用双缝干涉测光的波长的实验中，准备了下列仪器： 白炽灯 双窄缝片 单窄缝片 滤光片 毛玻璃光屏（）把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是（填字母）（）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹、的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示.其中表示纹位置（图实）的手轮读数为，纹位置（图实）的手轮读数为.图图（）如果上述实验中双缝与光屏间距为，所用的双窄缝片是相距规格的双窄缝片，则实验中所用单色光的波长为.（结果保留位有效数字）.如图实所示,某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐条纹中心时(图),游标卡尺的示数为 ,第二次分划板中心刻度线对齐条纹中心时(图),游标卡尺的示数如图所示,已知双缝间距离为 ,从双缝到屏的距离为 .则图中游标卡尺的示数为 ,所测光波的波长为.图. ()如图实所示,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光源、 、 、 、遮光筒、光屏.对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取 或 的方法。图.用双缝干涉测光的波长.实验装置如图实所示，已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距.用测量头来测量亮纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图实所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数.（）分划板的中心刻线分别对准第条和第条亮纹的中心时，手轮上的读数如图实所示，则对准第条时读数、对准第条时读数（）写出计算波长的表达式，（用符号表示），光源滤光片单缝双缝遮光筒屏图图图第条时读数第条时读数.在用双缝干涉测光的波长的实验中：已知双缝到光屏之间的距离是，双缝之间的距离是，单缝到双缝之间的距离是，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第条）的中心，这时手轮上的示数如图实左图所示。然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图实右图所示。这两次示数依次为和。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为。 图一下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 增大单缝和双缝之间的距离增大双缝和光屏之间的距离将红色滤光片改为绿色滤光片增大双缝之间的距离图.（年上海物理）如图实为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用长更（填长、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离（填增大、减小）。五、宽乘高（年北京卷）（）在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。 已知测量头主尺的最