4.4实验：用双缝干涉测量光的波长（教学课件）物理人教版2019选择性必修第一册

第四章

光物理选择性必修第一册•人教版2019第四节

实验：用双缝干涉测量光的波长学习目标01020304物理观念理解双缝干涉条纹间距公式，掌握对条纹间距的影响因素。科学思维能通过实验数据推导波长，分析变量间逻辑关系，解释实验中现象的变化规律。科学探究能独立操作实验装置，准确测量Δx，设计表格记录数据并计算波长。科学态度与责任养成严谨的实验态度，合作完成探究任务，反思误差来源并提出改进措施。重点难点教学重点教学难点实验原理的理解与公式应用；关键物理量Δx的测量方法。分划板中心刻线与条纹对齐的操作技巧；多组数据处理的误差分析与优化策略。实验目的和实验原理01用双缝干涉测量光的波长一、实验目的如图所示的双缝实验中，当两列波的路程差为波长的整数倍，即（k=0，1，2…)时才会出现亮条纹，亮条纹位置为：二、实验原理相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定干涉图样，图中相邻两条亮纹间距△x、双缝间距d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ满足：二、实验原理实验器材02

双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺．光源滤光片双缝遮光筒毛玻璃单缝测量头三、实验器材实验步骤031.如图，把长约1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏；2.取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度);3.装好单缝和双缝(缝沿竖直方向)，调节透镜，使灯丝的像成在单缝上，调节单、双缝，使缝平行，这时在屏上会看到白光的干涉图样；光源滤光片单缝双缝遮光筒屏透镜四、实验步骤4.在单缝和光源间放上红色滤光片，观察红光干涉图样；

5.调节测量头，使分划板中心刻线与左端某条(记为第1条)亮纹中心对齐，记下此时测量头刻度x1，将测量头朝右端移动，记下第n

条亮纹中心位置x2；则第1条亮纹与第n条亮纹中心间距为a=x2-x1，则相邻亮纹间距为：四、实验步骤第1条第7条6.观察与记录（1）调单缝与双缝间距为5~10cm时，观察白光的干涉条纹.（2）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.（3）调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数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条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两条纹间的距离：

（4）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长.四、实验步骤注意事项和误差分析041．放置单缝和双缝时，必须使缝平行．2．要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上．3．测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心．4．要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx.5．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所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行．五、注意事项1.测双缝到屏的距离L带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差．2.通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差．3．测量条纹间距Δx带来的误差．(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．六、误差分析典例分析05E、D、B13.8702.310

6.6×10