高中物理 第五章 光的波动性 第2节《实验探究：用双缝干涉测光的波长》教案 教科版选修3-4

1、二、实验探究：用双缝干涉测光的波长实验目的: 利用双缝干涉产生的条纹测绿光的波长重点难点重点：利用双缝干涉产生的条纹测绿光的波长难点：J2515型双缝干涉仪的调节与使用，观察到双缝干涉现象并测量光的波长设计思想 通过上一节课的学习，学生初步了解了双缝干涉的现象和相关变化规律，通过本节课的操作和观察，可以进一步地了解光波产生稳定的干涉现象的条件，观察白光及单色光的干涉图样，并测定单色光的波长。学生在实验中，通过了解每个实验元件的作用，学会科学设计实验仪器和实验方案的思维方法，并促进学生对相关知识的应用能力的提高，并培养学生精益求精、实事求是的科学态度和作风，让学生体验探究科学的艰辛与喜悦。实验器

2、材 J2515型双缝干涉仪、电源（交流12V）、灯泡（12V、1524W单丝）、凸透镜（f=5cm）、光具座等教学设计【课堂引入】问题：光的双缝干涉的现象是怎样的？干涉条纹的宽度和间距哪些因素有关？追问：能否利用光的双缝干涉的条纹测量光的波长？如何测量？【课堂学习】学习活动一：介绍J2515型双缝干涉仪的结构和使用方法问题1：J2515型双缝干涉仪的主要结构是怎样的？各有什么作用？结构：滤色片（含片座）、单狭缝（含缝座）、单缝管、拨杆、遮光管、接长管、测量头、光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏图1 双缝干涉仪游标尺（50分度）、滑块、手轮、目镜、分划板、半圆形支架环（两个） （拆分实验器材，

3、边讲解边组装，在认识结构的同时，也了解仪器各部分的作用，并学会组装实验器材）（详见书P83右侧注释）问题2：J2515型双缝干涉仪该如何调节和使用？ 1、把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上的半圆形支架环上，使其轴线与光具座的导轨基本平行；另一端装上毛玻璃屏，在筒的观察端装上测量头。图2 白光的双缝干涉图样2、打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝。单缝和双缝间的距离约为5cm10cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。适当转动拨杆，使双缝与单缝平行；这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样（如图2）。3、在单缝和光源间放上

4、滤光片就可见到单色光的双缝干涉图样（如图3）。图3 单色光的双缝干涉图样学习活动二：利用双缝干涉条纹测单色光的波长4、根据测定单色光的波长双缝间的距离是已知的，双缝到屏的距离可以用米尺测出，相邻两条亮（暗）纹间的距离用测量头（如图4）测出。图4 测量头图5 测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会左右移动。安装测量头时，要卸下观察筒，换上测量头。调节目镜，在视场中出现清晰的干涉条纹及分划板上的刻线。测量时，转动测量头，使分划板中心刻线平行于干涉条纹并对齐条纹的中心（如图5），记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。测出可计算出光的波长。换用不同颜色的滤光片，观察

5、干涉条纹间的距离有什么变化，并根据公式可计算出相应的波条亮（暗）纹间的距离，就可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离。根据公式长。问题3：为什么不直接测量x，而要测量n条条纹间距？实验记录与分析：参考数据 l=(600+100)mm2mm ，d=0.2500.003mm(或0.2000.003mm)，=埃 ，=埃；参考表格：次序d(m)l(m)X (m)n(m)123 结论： m 。【实验报告设计】 实验探究：用双缝干涉测光的波长实验目的：实验原理：实验器材：实验步骤：实验记录：误差分析：【课堂反馈】1在用双缝干涉测光的波长的实验中，光源与屏之间应依次放置（ ） A单缝、滤光片、双缝 B滤光片、单

6、缝、双缝 C滤光片、双缝、单缝 D双缝、单缝、滤光片2双缝干涉实验装置中，双缝间距为d，双缝到光屏间距为L，调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹及改变条件后其变化情况，下列说法中正确的是（ ） A屏上所有亮线都是双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的，而所有暗线都是波谷与波谷叠加形成的 B若将屏向右或向左平衡一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 C若将双缝间距离d变小，则光屏上相邻的明条纹间距变小 D若改用频率较大单色光进行实验，在其它条件不变的情况下，光屏上相邻的暗条纹间距变小3用白光照射双缝出现彩色条纹，为什么中央是一条白色的亮条纹？各彩色条纹中的彩色是如何排列的？参考答案

7、：1、B 2、BD 3、因为各种色光在中央处叠加后都会出现明条纹，相互叠加后就呈现白色亮纹。各彩色条纹从中间向两边都由紫到红。【课后测评】1激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻两条亮纹间距。若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ） A B C D2用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为x。下列说法中正确的有（ ）A如果增大单缝到双缝间的距离，x 将增大B如果增大双缝之间的距离，x 将增大C如果增大双缝到光屏之间的距离，x将增大D如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，x将增大3波长为5890埃的黄光照在一双缝上，在距双缝为1米的观察屏上，测得20个亮条纹的间距共宽2.4厘米，双缝间的距离为。4某同学在用双缝干涉测光的波长的实验中，实验装置如右图所示。使用的双缝的间距为0.025cm。实验时，首先调节 和 的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使 和_竖直且互相平行。当屏上出现了干涉图样后，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