2019_20学年高考物理主题3光及其应用4实验：用双缝干涉测量光的波长课件（必修）.pptx

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1、4实验：用双缝干涉测量光的波长主题3光及其应用学科素养与目标要求物理观念：1.掌握双缝干涉条纹间距的计算公式及推导过程.2.掌握用双缝干涉测波长的原理、操作、器材及注意事项.科学思维：会利用双缝干涉实验测量单色光的波长，加深对双缝干涉的理解.科学探究：1.根据用双缝干涉实验测波长的原理，会选用实验器材、规范实验操作.2.能进行分组、自主、合作探究，并对信息进行数据处理.NEIRONGSUOYIN内容索引技能储备明确原理提炼方法题型演练学以致用实训演练达标检测检测评价达标过关课时对点练注重双基强化落实技能储备一、实验原理如图1所示，两缝之间的距离为d，每

2、个狭缝都很窄，宽度可以忽略.图1两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝λ.若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长.二、实验器材双缝干涉仪，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、刻度尺等.三、实验步骤1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示.图22.接好光源，打开开关，使灯丝正常发光.3.调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.4.安装双缝和单缝，中心大致位于遮光

3、筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10cm，这时可观察白光的干涉条纹.5.在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.四、数据处理1.安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹.2.使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹，则相邻两亮条纹间距Δx＝.3.用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的).4.重复测量、计算，求出波长的平均值.五、误差分析1.光波的波长很小，Δx、l的测量对波长λ的影响很大

4、.2.在测量l时，一般用毫米刻度尺；而测Δx时，用千分尺且采用“累积法”.3.多次测量求平均值.1.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.2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去.3.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、双缝平行且竖直，间距大约5～10cm.4.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.干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行.5.测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心.

5、6.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近.六、注意事项题型演练一、双缝干涉条纹间距问题例1(多选)(2017·全国卷Ⅱ)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动√√√例2在杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7m，双缝间的距离d＝1mm，双缝到屏的距离l＝2m，则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为______________.1.178×1

6、0－2mΔx＝1.178×10－3m，则第1个4亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为x＝10Δx＝1.178×10－2m.二、实验原理与操作例3在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图3)，下列说法错误的是图3A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝D.将滤光片放在单缝与双缝之间不改变实验结果√解析调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错

7、误；测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B正确；根据实验原理知D正确.例4在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20mm的双缝，双缝与屏的距离为600mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图4甲所示的干涉条纹.换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的______(填字母)，此时测量头的读数为25.70mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是_______mm，紫光的波长等于_

8、_______nm.三、实验数据处理图4D19.40420[学科素养]本题考查了用双缝干涉测量