选修3-4《实验：用双缝干涉测光的波长》教学案

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1、实验用双缝干涉测光的波长一、考情分析考试大纲考纲解读实验十五用双缝干涉测光的波长二、考点知识梳理实验目的：1.明确实验器材的构成及其作用.2.观察白光及单色光的双缝干涉图样.3.测定单色光的波长.实验原理：图14-11、光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，干涉条纹可从屏上观察到.图样中相邻两条亮(暗)纹间的距离△x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ之间满足.通过测量d、L、Δx就可计算出光的波长.2、双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离L可以用________测出，相邻两

2、条亮（暗）纹间的距离Δx用_________（如图实14-1）测出.测量头由______、_______、_______等构成.转动手轮，分划板会左右移动.测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的_______（如图实14-2），记下此时手轮上的读数.图14-2转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数.两次读数________就表示这两条条纹间的距离.实验器材：双缝干涉仪、米尺、测量头.三、考点知识解读剖析：（一）、实验步骤：①、观察双缝干涉图样：　　1．如图实14-3所示，把直径约10cm、长约1m12

3、/12的遮光简水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏.图14-3　　2．取下双缝，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.　　3．放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为5cm～10cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样.　　4.在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样.　　5．分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化.　　②测定单色光的波长：　6．已知双缝间的距离，用米尺测出双缝到屏的距离，用测量头测出相邻两条亮(暗)纹间的距

4、离，由，算单色光的波长.为了减小误差，可测出条亮纹(暗)纹间的距离，则可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离.　　例如，转动测量头上的手轮，把分划板上的刻线对准视场左边的某一亮条纹（记下读数），把分划板向右移动，使之对齐第7条亮条纹（记下读数），则.图14-4　　12/127．换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长.（二）、注意事项：1．单缝双缝应相互平行，其中心位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝的距离应相等.2．测双缝到屏的距离，可用米尺测多次取平均值.3．测条纹间距时，用测量头测出条亮（暗）纹间的距离，求

5、出相邻的两条明（暗）纹间的距离.4.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒，测量头等元件。5.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸或干净软片轻轻擦去。6.安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行。7.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。8.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线所致，干涉条纹不清晰一般主要原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节。（三）、数据处理方法单色光波长的求解：　范例：用某

6、种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离的大小恰好是图实14-5中游标卡尺的读数，双缝到毛玻璃屏间的距离的大小也由图实14-6中毫米刻度尺读出.实验时先移动测量头上的手轮，把分化线对准靠近最左边的一条明条纹（如图实14-7所示），并记下螺旋测微器的读数（如图实14-8所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数（如图实14-9所示），试由以上测量数据求该单色光的波长.图14-512/12图14-6图14-8图14-9图14-7　　由图实14-5读得所用双缝间距d＝0.25mm.　　图实14

7、-6中双缝的位置，毛玻璃屏的位置，则双缝到屏的间距.　　图简谱14-8和图14-4-9中手轮的初始读数为，转动手轮，分划板中心刻线移动到第7条线时手轮读数，则相邻亮条纹间的距离.　　12/12（四）、误差来源及分析1.光波的波长很小，、的测量对波长的影响很大.2.在测量时，一般用毫米刻度尺，而测量时，用千分尺.3.多次测量求平均值减小偶然误差.[例题]现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图实14-10所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.遮光筒⑴将白光光源C放在光具

8、座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_________、A.图14-10⑵本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于