实验：用双缝干涉测量光的波长 导学案-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

汉寿一中物理组主备人田伟班次姓名高中物理选择性必修一第四章光4实验：用双缝干涉测量光的波长1.掌握用双缝干涉测量光的波长的实验原理2.会用双缝干涉实验测量光的波长。3.科学探究：通过进行“用双缝干涉测量光的波长”实验，加深对双缝干涉图样的认识和理解。4.科学态度与责任：认识物理实验和数学工具在物理发展过程中的作用。实验目的1．观察白光及单色光的双缝干涉图样。2．掌握利用公式Δx＝eq\f(l,d)λ测量单色光波长的方法。实验原理1．测量原理在双缝干涉实验中，由条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，已知双缝间距d，测出双缝到屏的距离l，再测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝eq\f(d,l)Δx计算出入射光波长的大小。2．条纹间距Δx的测量方法如图甲所示，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亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，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另一相邻亮条纹的中心对齐，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条亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝eq\f(a,n－1)类型一实验原理与操作例1：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1)，并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。(1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则________。A．可观察到水平方向的干涉条纹B．可观察到竖直方向的干涉条纹C．看不到干涉现象(2)若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中________。A．观察不到干涉条纹B．可观察到明暗相间的白条纹C．可观察到彩色条纹(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________。分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图3所示，则其读数为________mm。练1：（多选）某同学在做双缝干涉实验时，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不一致，相差较大B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光太强类型二数据处理与误差分析例2：.用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L=75.0cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹，此时游标卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1=mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条亮条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2练2：在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示，双缝间的距离d=3mm。（1）若测定红光的波长，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距离为0.70m，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0.500mm)观察到第1条亮条纹的位置如图a所示，观察到第5条亮条纹的位置如图b所示。则可求出红光的波长λ=m。（保留一位有效数字）课堂训练1．某同学用双缝干涉实验测量某单色光的波长。(1)实验装置如图所示，将光源放在光具座最左端，由左至右依次放置其他光学元件，①、②两处放置的元件分别为：________、________(选填“双缝”或“单缝”)；(2)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，若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮条纹到第7条亮条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________。2．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。(1)图甲是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。下列操作能减小光屏上相邻两条亮条纹之间距离的是________。A．减小②和③之间的距离B．减小③和④之间的距离C．将红色滤光片改成绿色滤光片D．增大双缝之间的距离(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，此时手轮的示数为0.045mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第13条亮条纹，此时手轮的示数如图乙所