选修34《实验用双缝干涉测光的波长》复习省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

1．了解双缝干涉原理，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图样．3．掌握用公式Δx＝λ测波长方法．第3讲试验用双缝干涉测光波长

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．单色光经过单缝后，经双缝产生稳定干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏距离l、单色光波长λ之间满足λ＝d·Δx/l.1/16附：测量头结构及使用如图2－3－1甲所表示，测量头由分划板、目镜、手轮等组成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹中心，如图2－3－1乙，记下此时手轮上读数．两次读数之差就表示这两条条纹间距离．实际测量时，要测出n条明纹(暗纹)宽度，设为a，那么Δx＝.2/16一、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2－3－2所表示．

2．接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调整各部件高度，使光源灯丝发出光能沿轴线抵达光屏．

3．安装单缝和双缝，中心位于遮光筒轴线上，使双缝和单缝缝平行．3/16二、观察与统计4．调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光干涉条纹．5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光干涉条纹． 6．调整测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹中心，记下手轮上读数a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻明条纹中心对齐时，记下手轮上刻度数a2，则相邻两条纹间距离Δx＝.7．换用不一样滤光片，测量其它色光波长．4/16

三、数据处理

8．用刻度尺测量出双缝到光屏间距离l，由公式λ＝Δx计算波长．重复测量、计算，求出波长平均值．1．使用测量头测量a1、a2易出现误差．这么造成了条纹间距Δx误差．2．用刻度尺测量l时，也轻易出现误差．5/161．试验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或单缝与双缝不平行则会引发干涉条纹亮度小，不清楚，不便于观察和测量．2．分划板上刻线应与干涉条纹亮(暗)线平行，不然会增大测量结果误差．3．双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件定位面紧密吻合，不然影响测量结果．6/16【例1】如图2－3－3所表示，在“用双缝干涉测光波长”试验中，光具座上放置光学元件依次为①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间距离，可采取__________或__________方法．7/16解析：做该试验时用单色光，应尤其注意，②是滤光片，其它依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏．由条纹间距公式Δx＝λ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏距离或者减小两缝间距离．答案：滤光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光缝屏距离减小两缝间距离8/16【例2】现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光滤光片E等光学元件，要把它们放在图2－3－4所表示光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光波长．

(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其它光学元件，由左至右，表示各光学元件字母排列次序应为C、________、A.9/16(2)本试验步骤有：①取下遮光筒左侧元件，调整光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理次序在光具座上放置各光学元件，并使各元件中心位于遮光筒轴线上；③用米尺测量双缝到屏距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间距离．在操作步骤②时还应注意__________________________________________________________________________________10/16(3)将测量头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，此时手轮上示数如图2－3－5甲所表示．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，记下此时图2－3－5乙中手轮上示数______mm，求得相邻亮纹间距Δx为________mm.(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.11/16解析：(1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是取得相干光源，最终成像在毛玻璃屏．所以排列次序为：C、E、D、B、A.(2)在操作步骤②时应注意事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10cm；要确保光源、滤光片、单缝、双缝和光屏中心在同一轴线上．(3)螺旋测微器读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最终看可动刻度，图乙读数为13.870mm，图甲读数为2.320mm，所以相邻条纹间距Δx＝mm＝2.310mm.(4)由条纹间距离公式 代入数值得：λ＝6.6×10－7m＝6.6×102nm.12/16答案：(1)C、E、D、B、A(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10cm；要确保光源、滤光片、单缝、双缝和光屏中心在同一轴线上(3)13.870

2.310

(4)

6.6×10213/16【例3】在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调整光源、滤光片、单缝和双缝中心均位于遮光筒中心轴线上，并使单缝和双缝竖直而且相互平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时(如图2－3－6A所表示)将此明纹记14/16

为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2、3……明纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图2－3－6中B、C所表示(游标卡尺为10分度)，则图B对应读数为________m，图C对应读数为________m．