4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 培优教学课件高二上学期物理人教版选择性必修第一册

4.实验：用双缝干涉测量光的波长第四章

光人教版选择性必修第一册

导入新课千分尺的精确度可以达到10-5m,可光的波长比这个还有小的很多，光的波长是怎样被测量出来的，你能根据之前学习过的知识设计实验方案吗？

导入新课相邻两个明(或暗)条纹之间的距离单色光用双缝干涉实验仪实验，双缝间距d是已知的；只要测出双缝到屏的距离l

和相邻两条亮纹(或暗纹)中心间距Δx，就可以计算出入射光波长的大小。

学习目标物理观念科学思维科学探究科学态度与责任

重点难点重点难点1.用双缝干涉测量光的波长2.数据处理3.课堂总结4.练习与应用

学习内容第4节实验：用双缝干涉测量光的波长一、用双缝干涉测量光的波长第4节实验：用双缝干涉测量光的波长一、用双缝干涉测量光的波长1.实验装置

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一、用双缝干涉测量光的波长

d△xl2.实验原理

透镜的作用是使射向单缝的光更集中3.实验思路一、用双缝干涉测量光的波长

一、用双缝干涉测量光的波长（1）如图所示，在光具座上把各光学原件装配好。（2）实验前先取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮。5.进行实验光源透镜双缝遮光筒目镜毛玻璃单缝（3）然后放好单缝和双缝。注意使单缝与双缝相互平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上。一、用双缝干涉测量光的波长（4）做好以上调整后，观察屏上的白光干涉条纹的特点，然后，在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝干涉图样中央为白色，两侧为彩色条纹（5）测量双缝到屏的距离l，和相邻两条亮条纹间的距离∆x。（6）在单缝与光源之间放上不同的滤光片，看条纹的色彩、间距发生了什么变化。红光双缝间距0.36mm红光双缝间距0.18mm蓝光双缝间距0.36mm一、用双缝干涉测量光的波长实验演示器材组装实验演示一、用双缝干涉测量光的波长色光X1/mmXn/mmΔx/mm波长λ/mm红光8.14X5=14.46绿光8.80X7=16.56l=586mmd=0.25mm6.数据分析设计表格记录实验数据把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δx,求出光的波长。1.581.306.74×1045.55×104一、用双缝干涉测量光的波长哪些因素会导致实验有误差？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．(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确．7.误差分析一、用双缝干涉测量光的波长1．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．8.注意事项一、用双缝干涉测量光的波长例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的轴线不一致,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.光源发出的光束太强AC一、用双缝干涉测量光的波长例2．用双缝干涉测量光的波长实验装置如图所示，得到不同色光、不同双缝的干涉条纹，如图甲、乙、丙所示。甲、乙为不同单色光通过相同双缝产生的条纹，乙、丙为同种单色光通过不同双缝产生的条纹，则（）A．若单缝和双缝不平行，毛玻璃上没有干涉条纹B．在遮光筒中没有干涉现象发生C．甲图单色光波长小于乙图单色光波长D．乙图双缝间距小于丙图双缝间距C二、用光传感器做双缝干涉的实验第4节实验：用双缝干涉测量光的波长二、用光传感器做双缝干涉的实验

用光传感器可以更方便地演示双缝干涉现象。图是实验装置图（实验在暗室中进行）。光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器。这个实验的光路是自上而下的。图中带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形的长边分布着许多光敏单元。传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。用传感器和计算机观察双缝干涉的实验装置用光传感器做双缝干涉的实验二、用光传感器做双缝干涉的实验根据显示器上干涉图像的条纹间距，可以算出光的波长。与右图的方法相比，这种方法除了同样可以测量条纹间距外，它还可以方便、形象地展示亮条纹的分布，并能测出传感器上各点的光照强度。用光传感器做双缝干涉的实验二、用光传感器做双缝干涉的实验三、课堂总结第4节实验：用双缝干涉测量光的波长三、课堂总结

滤光片四、练习与应用第4节实验：用双缝干涉测量光的波长四、练习与应用1．(2024·广东江门模拟)如图所示，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：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。

(1)②、③、④三个光学元件依次为________(填正确答案的标号)。A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝(2)如果实验时将红色滤光片换为绿色滤光片，则相邻亮条纹(暗条纹)间的距离________(选填“变大”或“变小”)。√变小四、练习与应用2．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，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。回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝√四、练习与应用(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________。(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为______nm(结果保留3位有效数字)。

630四、练习与应用(2)若测得双缝与屏之间的距离为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)观察第1