高中物理选修3-4教学设计2:13.4 实验 用双缝干涉测量光的波长教案

合集下载

高中物理第十三章光13.4实验:双缝干涉测光的波长教案新人教版选修3_4

高中物理第十三章光13.4实验:双缝干涉测光的波长教案新人教版选修3_4

用双缝干涉实验测光的波长㈠设计思想本堂课主要利用光的干涉现象测量光的波长。

通过本实验,我们可以更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;同时培养学生的实践能力、自学能力,培养学生的科学态度,让学生体验探究科学的艰辛与喜悦。

㈡教学目标1.知识目标:⑴知道波长是光的重要参数⑵通过实验,学会运用光的干涉测定光的波长⑶更进一步理解光产生干涉的条件及探究干涉条纹的间距与哪些因素有关⑷认识物理实验和数学工具在物理学发展过程中的作用,掌握物理实验的一些基本技能,会使用基本的实验仪器,培养学生独立完成实验的能力。

2.能力目标:学会为达到实验目的而设计各种实验元件,培养学生的创造性思维和实践能力;学习科学探究方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。

3.情感目标:通过本节课,培养学生的科学研究态度,体验探索科学的艰辛与喜悦。

㈢重点与难点经历科学探究过程,自己设计实验、完成实验并测定光的波长。

㈣教学过程1.实验装置的介绍——双缝干涉仪。

它由各部分光学元件在光具座上组成。

如图—1所示。

图—1 双缝干涉仪2.观察双缝干涉图样——探究干涉条纹的间距与哪些因素有关光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后,相当于线光源,经双缝产生稳定的干涉图样,干涉条纹可从屏上观察到。

把直径约10cm 、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,在筒的观察端装上测量头。

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,然后放好单缝和双缝。

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(如图—2)。

在单缝和光源间放上滤光片就可见到单色光的双缝干涉图样(如图—3)。

实验用双缝干涉测量光的波长教案

实验用双缝干涉测量光的波长教案

13.4 实验:用双缝干涉测量光的波长【教案目标】(一)知识与技能1.掌握明条纹(或暗条纹)间距的计算公式及推导过程。

2.观察双缝干涉图样,掌握实验方法。

(二)过程与方法培养学生的动手能力和分析处理“故障”的能力。

(三)情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法,对学生进行物理方法的教育。

【教案重点】双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。

【教案难点】x ∆、L 、d 、λ的准确测量。

【教案方法】复习提问,理论推导,实验探究【教案用具】双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺【教案过程】(一)引入新课师:在双缝干涉现象中,明暗条纹出现的位置有何规律?生:当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n ·2λ,n =0、1、2…时,出现明纹;当Δ=(2n +1) 2λ,n =0、1、2…时,出现暗纹。

师:那么条纹间距与波长之间有没有关系呢?下面我们就来推导一下。

(二)进行新课1.实验原理师:[投影下图及下列说明]设两缝S 1、S 2间距离为d ,它们所在平面到屏面的距离为l ,且l >>d ,O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点,O 到S 1、S 2距离相等。

推导:(教师板演,学生表达)由图可知S 1P =r 1师:r 1与x 间关系如何?生:r 12=l 2+(x -2d )2 师:r 2呢?生:r 22=l 2+(x +2d )2 师:路程差|r 1-r 2|呢?(大部分学生沉默,因为两根式之差不能进行深入运算)师:我们可不可以试试平方差?r 22-r 12=(r 2-r 1)(r 2+r 1)=2dx由于l >>d ,且l >>x ,所以r 1+r 2≈2l ,这样就好办了,r 2-r 1=Δr =ld x 师:请大家别忘了我们的任务是寻找Δx 与λ的关系。

Δr 与波长有联系吗?生:有。

师:好,当Δr =2n ·2λ,n =0、1、2…时,出现亮纹。

《实验:用双缝干涉测光的波长》教学案4

《实验:用双缝干涉测光的波长》教学案4

《实验:用双缝干涉测量光的波长》教案教学要求1.观察光的干涉现象2.知道决定干涉条纹间距的条件,认识出现亮条纹或暗条纹的特点。

3.了解用双缝干涉测波长的原理,知道影响干涉条纹宽度的因素4.经历测波长的过程,加深对双缝干涉图样的认识和理解,养成合作意识学习重难点1.决定条纹间距的条件2.相邻亮或暗条纹中心间距的表达式及其推导教学过程第一课时【自主学习】一、物理学史:1801年,英国物理学家________成功观察到了光的干涉现象。

二、演示实验:观看flash课件(回顾波的干涉知识)(1)实验过程:让一束单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,两狭缝相距________,两狭缝就成了两个光源,它们的振动情况总是________的,两个光源发出的光在挡板后面的空间互相________。

(2)实验现象:在屏上得到________的条纹。

(3)实验结论:证明光是_______。

(4)现象解释:出现明显条纹的条件:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________时(即恰好等于波长的________时),两列光在这点相互加强,这里出现________;当两个光源与屏上某点的距离之差等于________时,两列光在这点________,这里出暗条纹。

三、光的干涉及条件:两列光________相同,________恒定。

【思考】既然光是一种波,为什么同时打开两盏灯时观察不到干涉现象?课堂探究练习1.两列光干涉时,光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系?声的干涉也遵循类似的规律。

设想在空旷的地方相隔一定位置的两个振动完全一样的声源,发出的声波波长是0.6m,观察者A离两声源的距离分别是4.5m 和5.4m,观察者B离两声源的距离分别是4.3m和5.5m。

这两个观察者听到声音的大小有什么区别?2.在双缝干涉实验中,光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10-7m,如果用频率6.0×1014 HZ的黄光照射双缝,是通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。

2019-2020年高中物理 13.4 用双缝干涉测量光的波长教案 新人教版选修3-4

2019-2020年高中物理 13.4 用双缝干涉测量光的波长教案 新人教版选修3-4

2019-2020年高中物理 13.4 用双缝干涉测量光的波长教案新人教版选修3-4一、教材分析本节是利用光干涉的理论知识进行实验与应用,在实际生活应用中有重要意义,在考试中的地位也举足轻重。

二、教学目标(1)认识光的干涉现象及产生干涉的条件;(2)理解光的干涉条纹形成原理,认识干涉条纹的特征;(3)用波动说说明明暗相间的干涉条纹,时间上是稳定的,空间上存在的。

三、教学重点难点[重点难点:本节的重点是利用两相邻亮条纹中心间距的表达式测单色光的波长四、学情分析(根据个人情况写)五、教学方法实验观察、理论分析、学案导学六、课前准备双缝干涉仪包括: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、刻度尺七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。

(二)情景导入、展示目标。

(三)合作探究、精讲点拨。

1、实验目的:(1)观测白光及单色光的双缝干涉图样(2)测定单色光的波长2、实验原理:(1)光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后相当于线光源,经双缝产生稳定的干涉图样,通过屏可以观察到干涉条纹;如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹。

(2)若双缝到屏的距离用l表示,双缝间的距离用d表示,相邻两条亮条纹间d的距离用Δx表示,则入射光的波长为。

实验中d是已知的,测出l、Δx即可测出光的波长3、实验器材:双缝干涉仪包括: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4、实验装置:如教材上图所示,将直径约为10cm、长约为1m的遮光筒平放在光具座上,筒的一端有双缝,另一端装上毛玻璃做光屏,其上有刻度,先取下双缝,打开光源,调节光源高度,使他发出的一束光恰好沿遮光筒的轴线照亮光屏,然后放好单缝和双缝,两屏相距5cm-10cm,使缝互相平行,且位于轴线上,这时可看到彩色干涉条纹,若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片,则可以观察到单色干涉条纹。

高中物理选修3-4教学设计6:13.4 实验:用双缝干涉测量光的波长教案

高中物理选修3-4教学设计6:13.4 实验:用双缝干涉测量光的波长教案

13.4 实验:用双缝干涉测量光的波长1、教学目标(一)知识与技能1.掌握明条纹(或暗条纹)间距的计算公式及推导过程。

2.观察双缝干涉图样,掌握实验方法。

(二)过程与方法培养动手能力和分析处理“故障”的能力。

(三)情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法,进行物理方法的教育。

2、教学重点(1).光的干涉条件的理解(2).干涉条纹间距的测量与计算3、教学难点(1).光的干涉条件的理解(2).干涉条纹间距的测量与计算4、教学过程:1)课堂导入在双缝干涉现象中,明暗条纹出现的位置有何规律?那么条纹间距与波长之间有没有关系呢?下面我们就来推导一下。

2)重点讲解1.产生干涉的条件:两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同。

本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的。

2.干涉图样(1)若用单色光作光源,则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。

(2)若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中间条纹是白色的。

3.实验结论:证明光是一种波。

4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图所示,双缝S1、S2之间的距离为d,双缝到屏的距离为l,屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2,路程差Δr=r2-r1。

(1)若满足路程差为波长的整数倍,即Δr=kλ(其中k=0,1,2,3,…),则出现亮条纹。

(2)若满足路程差为半波长的奇数倍,即Δr=(2k-1)λ2(其中k=0,1,2,3,…),则出现暗条纹。

5.相邻亮条纹(暗条纹)间的距离Δx与波长λ的关系:Δx=ldλ,其中l为双缝到屏的距离,d为双缝之间的距离。

6.操作指要(1).双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。

(2).滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘,只能用擦镜纸轻轻擦拭,不要用其他物品擦拭或口吹气除尘。

(3).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。

(4).光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。

人教版高二物理选修3-4 实验 用双缝干涉测光的波长教学案

人教版高二物理选修3-4 实验 用双缝干涉测光的波长教学案
【注意事项】
(1)单缝双缝应相互平行,其中心大致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L可用米尺测多次,取平均值.
(3)测条纹间距△x时、用测量头测出n条亮(暗)间的距离a,求出相邻的两条明(暗)纹间的距离△x=a/(n-1)
【误差分析】
测定单色光的波长,其误差主要由测量引起,条纹间距△x测不准,或双缝到屏的距离测不准都会引起误差,其误差属于偶然误差,可采用测量多次取平均法来进一步减小.A.△x1来自△x2B.△x1>△x2
C.若双缝间距离d减小,而其它条件保持不变,则△x1增大
D.若双缝间距离d减小,而其它条件保持不变,则△x1不变
3、如图3所示双缝干涉实验中产生的条纹图样,甲图为用绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a’为中央亮条纹,则以下说法中正确的是( ).
【例题分析】
1、在杨氏双缝干涉实验中,用一束白光照射小孔,在其后的双孔处,用红玻璃挡住一个孔,另用绿玻璃挡住另一个孔,则在光屏上能看到的现象是( ).
A.红色干涉条纹B.绿色干涉条纹
C.红绿相间的条纹D.没有干涉条纹
2、分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验,在屏上得到相邻的明条纹间的距离分别为△x1和△x2,则( ).
人教版高二物理选修3-4实验用双缝干涉测光的波长
【教学目标】1、了解实验目的及实验原理
2、测定单色光的波长.
【教学重点】测定单色光的波长
【教学难点】同上
主备教案
自备教案
【实验目的】
(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件;
(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】

高中物理第十三章4实验:用双缝干涉测量光的波长教材梳理教案新人教版选修3-4

实验:用双缝干涉测量光的波长疱丁巧解牛知识·巧学一、实验原理如图13-3-1所示,与两缝之间的距离d 相比,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略。

两缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0,双缝到屏的距离OP 0=l.图13—3—1我们考察屏上与P 0的距离为x 的一点P 1,两缝与P 1的距离分别为P 1S 1=r 1、P 1S 2=r 2。

在线段P 1S 2上作P 1M=P 1S 1,于是S 2M=r 2-r 1 ,由于两缝之间的距离远远小于缝到屏的距离,所以可近似认为三角形S 1S 2M 是直角三角形,根据三角函数的关系,有r 2-r 1=dsin θ另一方面x=ltan θ≈lsinθ因此有r 2—r 1=d l x根据上一节的分析,当两列波的路程差为波长的整数倍,即dl x =±kλ,(k=0,1,2,…)时才会出现亮条纹,也就是说,亮条纹中心的位置为x=±kd l λ 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=dl λ 据双缝干涉中条纹间距Δx=d l λ得波长λ=ld Δx,已知双缝间距d ,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、实验器材光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及光具座.三、实验步骤1。

按照图13—3-2所示的装置安装好仪器,调整光源位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。

图13—3—22.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样。

3。

在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样.4。

用米尺测出双缝到屏的距离l ,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)纹间的距离Δx. 深化升华 某种颜色的滤光片只能让此种颜色的光通过,其他颜色的光不能通过.学法一得 条纹间距测量方法.如图13—3—3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,测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,记下此时手轮上的读数,然后转动测量头,使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐,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。

选修3-4《实验:用双缝干涉测光的波长》教学案

实验 用双缝干涉测光的波长一、 考情分析二、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:1、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_______(如图实图14-114-2),记下此时手轮上的读数.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1m 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.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5 cm ~10 cm,使缝相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上,这图14-3 图14-2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d ,用米尺测出双缝到屏的距离L ,用测量头测出相邻两条亮(暗)纹间的距离x ∆,由d x l λ=∆,算单色光的波长.为了减小误差,可测出n 条亮纹(暗)纹间的距离a ,则可以求出相邻两条亮(暗)纹间的距离()1x a n ∆=-. 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1x ),把分划板向右移动,使之对齐第7条亮条纹(记下读数2x ),则216x x x -∆= .7.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: 图14-41.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x∆时,用测量头测出n条亮(暗)纹间的距离a,求出相邻的两条明(暗)纹间的距离)1∆=- .x a n4.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.学生实验:用双缝干涉测量光的波长-教科版选修3-4教案

2. 学生实验:用双缝干涉测量光的波长-教科版选修3-4教案一. 实验目的通过使用双缝干涉法,测量光的波长,从而了解波的干涉现象并掌握实验操作技能。

二. 实验器材•激光器(或其他单色光源)•双缝装置•三角架•测微器•木尺•纸片•白纸•黑卡纸三. 实验原理1.光的干涉现象光波具有波动性,它们传播时形成一些干涉现象。

干涉现象是指当两个或多个光波相遇时,它们的干涉会造成光强的增强或减弱。

当两个波峰相遇,它们会互相增强,使光强加倍;当一个波峰和一个波谷相遇,它们会互相抵消,光强为零。

光的干涉现象可以用双缝干涉法来观测。

2.双缝干涉法双缝干涉法是用来观测光波干涉现象的一种实验方法。

在这种方法中,光通过两个狭窄而平行的缝隙,使它们形成一系列光源,互相干涉形成干涉条纹。

干涉条纹的位置和间距与光波长有关,因此可以通过测量干涉条纹的位置和间距来测量光的波长。

四. 实验操作步骤1.在三角架上安装激光器和双缝装置。

调整双缝装置,使两个缝隙相互平行且距离合适(一般取为0.2mm到0.5mm之间)。

2.将黑卡纸夹在两个缝隙之间,遮挡正对着激光器的缝隙,避免激光直接射向测量屏幕。

3.将测微器固定在三角架上的支架上,调整好测微器的位置,垂直于测量屏幕。

4.在测量屏幕上粘上白纸,然后将白纸与测微器之间的距离调整为一定值。

5.打开激光器,观察干涉条纹的形成。

如果不能看到干涉条纹,可以将双缝装置稍微调整一下。

6.用测微器分别测量两侧第n条亮纹的位置,测量三组数据求平均值。

7.计算 $\\lambda$ 的值(其中n表示亮纹的顺序,d表示两缝之间的距离,L表示屏幕到缝隙的距离)。

$$\\lambda = \\frac{d\\cdot L}{n\\cdot \\delta}$$五. 实验注意事项1.操作之前先检查设备是否正常工作。

2.在测量时一定要注意不要以斜视的方式观察干涉条纹。

3.用纸片和黑卡纸调整光路方向时,对光路要谨慎,避免光路方向出错导致实验失败。

2024-2025学年高中物理第十三章光4实验:用双缝干涉测量光的波长教案1新人教版选修3-4

2.拓展建议
(1)学生可以利用课后时间阅读科普文章,增强对双缝干涉现象的理解和兴趣。
(2)针对学术研究,学生可以挑选几篇具有代表性的论文进行阅读,了解双缝干涉实验在科学研究中的重要性和应用。
(3)观看实验操作演示视频,跟随讲解步骤进行学习,提高实验操作的熟练度。
(4)利用实验软件进行虚拟实验,多次尝试和调整参数,加深对双缝干涉实验的理解。
作用与目的:
-巩固学生在课堂上学到的双缝干涉知识点和实验技能。
-通过拓展学习,拓宽学生的知识视野和思维方式。
-通过反思总结,帮助学生发现自己的不足并提出改进建议,促进自我提升。
教学资源拓展
1.拓展资源
(1)科普文章:《光的干涉现象揭秘》、《双缝干涉实验的科学原理》等,帮助学生深入了解双缝干涉的原理和实验过程。
2.题型二:计算干涉条纹间距与波长的关系
题目:在双缝干涉实验中,已知光的波长为λ,干涉条纹间距为d,求波长与干涉条纹间距之间的关系。
答案:d = λ/2
解析:在双缝干涉实验中,干涉条纹间距d与光的波长λ之间的关系为d = λ/2。这是因为干涉条纹间距d是由两个相邻的明条纹或暗条纹之间的距离,而每个条纹对应一个光波的波峰或波谷,因此条纹间距d等于波长λ的一半。
-信息技术手段:利用在线平台、微信群等,实现预习资源的共享和监控。
作用与目的:
-帮助学生提前了解本节课的主要内容,为课堂学习做好准备。
-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
2.课中强化技能
教师活动:
-导入新课:教师通过讲解一个与双缝干涉相关的实际案例,引出本节课的主题,激发学生的学习兴趣。
-讲解知识点:教师详细讲解双缝干涉原理,结合实例帮助学生理解。
2.实验装置:双缝干涉实验的装置包括激光光源、双缝板、光屏和测量尺等。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

13.4用双缝干涉测量光的波长的教学设计
学习目标:1、了解“用双缝测量光的波长”的实验原理,知道影响干涉条纹宽度的因素2、经历用双缝干涉测量光的波长的实验过程,加深对双缝干涉图样的认识和理解,养成合
作意识。

重点难点:本节的重点是利用两相邻亮条纹中心间距的表达式测单色光的波长;
本节的难点是相邻两条亮条纹间距的的表达式推导
学习方法:学案引导、合作探究
学习过程:基础知识
(一)实验目的:
通过本实验,我们可以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双缝干涉图样,并测定单色光的波长.
(二)实验装置及器材:
实验装置采用双缝干涉仪,它由各部分光学元件在光具座上组成,如图所示.
(三)实验原理:
根据公式λ=d x
l
可计算波长.双缝间的距离d是已知的,双缝到屏的距离l可以用米尺
测出,相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx用测量头(如图所示)测出
(四)实验步骤:
1.测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图所示),记下此时手轮上的读数.
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.
3.两次读数之差就表示这两条条纹间的距离.
4.测出n 条亮(暗)纹间的距离a ,则相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx=a/(n -1)
换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹间的距离有什么变化,并求出相应的波长.
5.由公式Δx=l d λ,得λ=()ad n 1l
- 6.重复上述实验步骤,求出λ的平均值
第二关:技法关解读高考
解题技法
一、实验注意事项
为了减小实验测量的偶然误差,测条纹间距Δx 时,用测量头测出n 条亮(暗)纹间的距离a ,求出相邻的两条明(暗)纹间的距离Δx =a n 1
-.测量方法如下:如图所示,转动测量头上的手轮把分划板上的中心刻线对准视场左边的某一条亮(暗)纹中心,记下此时手轮上的读数x 0(有些干涉仪上是游标卡尺的读数),然后再转动手轮,把分划板向右移动,使中心刻线对齐第n 条亮纹中心,记下此时手轮上的读数x b ,则有:
a =x
b -x 0,Δx =b 0x x n 1
--
典例剖析
例1用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d=0.20mm ,双缝到毛玻璃屏间的距离为L =75.0cm ,如图(a )所示,实验时先转动如图(b )所示的测量头上的手轮,使与卡尺游标相连的分划线对准如图(c )所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标的位置如图(e )所示,则游标尺上的读数x 1=__________mm ,然后再转动,直到对准第5条明条纹,如图(d )所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图(f )所示,则游标卡尺上的读数x 2=_____________mm ,由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是__________mm.
[解析]由游标卡尺读数规则读出x 1=0.2mm,x 2=9.6mm Δx=21x x 9.4n 14
-=-mm λ=
x d 9.40.24750L ∆•⨯=⨯ mm=6.3×10-4mm
[答案]0.2 9.6 6.3×10-4
二、实验装置如何调节
“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置的调节是做好实验的前提条件,所以要仔细调节.具体做法是:
(1)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、目镜或测量头共轴,单缝和双缝安装时应呈竖直方向且相互平行,遮光筒的轴线要与光具座导轨平行,若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小、不清晰,不便观察和测量.
(2)分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行,否则会增大测量结果的误差.
(3)双缝、测量头及接长管安装到遮光筒上时要装到底,使各部件的定位面紧密吻合.否则影响测量结果.
例2在“用双缝干涉测光的波长”的实验中:
(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:
a.灯丝与单缝和双缝必须平行放置
b.干涉条纹与双缝垂直
c.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
d.干涉条纹间距与光的波长有关
以上几点中,你认为正确的是_________________;
(2)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,如图所示,则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值实验值______.(填“大于”“小于”或“等于”)
[解析](1)为了获得清晰的干涉条纹,a正确.由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行,b 错误.干涉条纹的疏密程度与光的波长λ,双缝到屏的距离L,双缝间距d有关,c错d正确.(2)若中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,测n条亮纹间的距离就会比真实值偏大,
条纹间距Δx=
a
n1
就会偏大.
[答案](1)a,d(2)大于
第三关:训练关笑对高考
随堂训练
1.在双缝干涉实验中,设单缝宽度为h,双缝距离为d,双缝与屏距离为l,当采取下列四组数据中的哪一组时,可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹()
A.h=1cm,d=0.1mm,l=1m
B.h=1mm,d=0.1mm,l=10cm
C.h=1mm,d=10cm,l=1m
D.h=1mm,d=0.1mm,l=1m
[解析]在双缝干涉实验中,要得到清晰的干涉条纹,由Δx=l
d
λ可知,必须满足单缝宽
度和双缝之间的距离都很小,双缝到屏的距离足够大,故正确选项为D.
[答案]D
2.分别用红光和紫光在同一装置上进行双缝干涉实验,在屏上得到相邻的明条纹间的距离分别为Δx1和Δx2,则()
A.Δx1<Δx2
B.Δx1>Δx2
C.若双缝间距离d减小,而其他条件保持不变,则Δx1增加D.若双缝间距离d减小,而其他条件保持不变,则Δx1不变[解析]在双缝干涉实验中,相邻的两条明条纹之间距离
Δx=l
d
λ,∵λ红>λ绿,∴Δx1>Δx2,故B选项正确,A选项错误.
又由Δx=l
d
λ可知,在l,λ一定的条件下,d越小Δx越大,故C选项正确,D选项错误.
[答案]BC
3.用单色光做双缝干涉实验时,在屏上观察到明、暗相间的干涉条纹,如果用波长不同的单色光分别照射到同一双缝时,则观察到的条纹间距是()
A.波长大的单色光相邻干涉条纹间的距离较大
B.波长小的单色光相邻干涉条纹间的距离较大
C.相邻两条明条纹间的距离大小与单色光的波长无关
D.由同一单色光形成的同一干涉图样上,相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离是相等的
[答案]AD。

相关文档
最新文档