人教版选修34 实验：用双缝干涉测量光的波长 第1课时 学案.docx

134实验：用双缝干涉测量光的波长学习目标：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，养成合作意识. 重点难点重点：了解“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理难点：知道影响干涉条纹宽度的因素.预习导引：用双缝干涉测光的波长1在相同条件下，红光的干涉条纹的间距_于绿光干涉条纹的间距，这表明红光的_比绿光的_2观察红光的干涉条纹，第一次用缝距为0.25 cm的双缝，第二次用缝距为0.20 cm的双缝，屏到双缝的距离不变，那么第二次看到的干涉条纹间距必定_于第一次的3在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节_、_和_的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直且相互平行，当屏幕上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出n条明纹的距离a，则两条明条纹间的距离x_，双缝到毛玻璃屏的距离l用_测量，用公式_可以计算出单色光的波长预习交流利用x估算：按照你所用的器材，实验中两个相邻亮条纹的距离预期为多少？从x看，改变什么条件可以增大两相邻亮条纹间的距离以便于测量？在你所用的实验器材中，哪些条件可以改变？哪些难以改变？答案：1大波长波长长2大3滤光片单缝双缝米尺x预习交流：答案：预期为0.2 mm，从公式x可知：要增大两相邻亮条纹间的距离x可以改变以下条件：增大缝与屏之间的距离l，减小双缝间的距离d，增大光波的波长.其中和容易改变，不容易改变课堂合作探究用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长的实验中，为什么不直接测x，而要测n个条纹的间距？如图所示是实验装置示意图，甲图是用绿光进行实验的，光屏上观察到的条纹情况，a为中央明条纹间距；乙图为换另一种颜色的单色光进行实验时观察到的条纹情况，b为此时中央明条纹间距，则下列说法正确的是（）a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，表明红光波长较短如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图（1）图中是光源，是测量头，它们之间的依次是_、_和_（2）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增大和之间的距离b增大和之间的距离c将红色滤光片改为绿色滤光片d增大双缝之间的距离1实验目的（1）会推导相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是x.（2）观察白光及单色光的双缝干涉图样（3）测单色光的波长2实验器材光具座、单缝片、双缝片、滤光片（红、绿色各一片）、遮光筒、光源、测量头（目镜、游标卡、分划板、滑块、手轮）3实验原理（1）如果双缝光源的相位相同，双缝到屏上任一点p的路程差xn时，加强（亮条纹）；x（2n1）时，减弱（暗条纹），屏上应出现明暗相间的条纹（2）光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后，得到振动情况完全相同的光，它们在双缝后面空间互相叠加，会发生干涉现象若用单色光照射，在屏上会得到明暗相间的条纹；若用白光照射，可观察到屏上出现彩色条纹（3）如图所示，屏上与p0相距x的p1点与双缝距离分别p1s1r1，p1s2r2.在p1s2上作p1mp1s1，则s2mr2r1.由于双缝间距远小于缝到屏的距离，所以可认为s1s2m是直角三角形则有r1r2dsin xltan lsin 所以r2r1d当dk（k0,1,2，）时出现亮条纹，即亮纹中心的位置为xk相邻亮纹或暗纹的中心间距是x根据公式x可计算波长双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离l可以用米尺测出，相邻两条亮（暗）纹间的距离x用测量头（如图）测出4实验步骤（1）按图所示安装仪器（2）将光源中心、单缝中心、双缝中心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，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，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）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，划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.（5）将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a，利用公式xa/（n1），算出条纹间距，然后利用公式x，求出此单色光的波长（d、l仪器中都已给出）（6）换用另一滤光片，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）对x的测量测量时，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，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数如图两次读数之差就表示这两条条纹间的距离测出n条亮（暗）纹间的距离a，则相邻两条亮（暗）纹间的距离x=a/（n1）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，并求出相应的波长由公式得，.重复上述实验步骤，求出x的平均值1利用双缝装置观察色光的干涉现象时，用同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，以下说法正确的是（）a不同色光在屏上产生的条纹都应是明暗相间且等距的条纹b条纹间距与光的波长成正比c由于色光波长不同，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹d红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距小2先后用两种不同的单色光，在相同条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光比另一种单色光（）a在真空中的波长较短b在玻璃中的传播速度较大c在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大d其光的强度较强3一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为（）a各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同b各色光的速度不同，造成条纹间距不同c各色光的强度不同d各色光通过双缝的距离不同4某同学按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作如下改动，还能使实验成功的是（）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5实验室里观察黄光双缝干涉图样时，看到屏上的干涉条纹过密，难以区分，使相邻亮（暗）纹变宽一些的办法是（）a使光源变亮一些b使单缝到双缝的距离变大一些c使双缝到屏的距离变大一些d改用绿色光作光源活动与探究：答案：相邻两条纹间距x是两条纹中心间的距离，这个距离比较小，为了减小误差，测出n个条纹间的距离a，然后取平均值求出x，且x.迁移与应用1：a解析：在同一实验装置下，l、d相同，由x可知，相邻两条亮条纹（或暗条纹）之间的距离x与成正比由题意知乙图中b大于甲中a，所以乙图所用光的波长要长，而对于可见光红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，波长依次变短，由此可知可能是红光而不是紫光a选项正确迁移与应用2：答案：（1）滤光片单缝双缝（2）b解析：在光的干涉测波长的实验中，光具座上从左向右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏和测量头由x可知，相邻两条纹间距离与双缝间的距离成反比，应减小双缝之间的距离，d选项错，增大双缝到屏之间的距离，b选项正确，增大光的波长，c选项错误当堂检测1b解析：由条纹间距公式x，同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，条纹间距与光的波长成正比，b选项正确；不同色光在屏上产生的条纹间距是不等的，a选项错误；虽然各色光波长不同，但中央的条纹一定是明条纹，c选项错误；红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距大，d选项错误2b解析：由条纹间距公式x，若其他量不变，条纹间距与波长成正比，间距较大的那种单色光比另一种单色光的波长较大，a选项错误；在玻璃中的传播速度较大，b选项正确；在玻璃中传播时，玻璃的折射率较小，c选项错误；与光的强度无关，d选项错误3a解析：双缝干涉条纹的间距与波长成正比，各色光的波长不同，则条纹间距不同，a正确4abc解析：干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果，双缝后面的区域处处存在，所以屏前后移动，条纹仍然