第三节实验：用双缝干涉测量光的波长

1、三节实验：用双缝干涉测量光的波长教学目标：（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。教学重点：双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。教学难点：x、L、d、入的准确测量。教学方法：复习提问，理论推导，实验探究。教学用具：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、刻度尺教学过程：（一）复习提问，引入新课提问：在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规

2、律？学生回答：当屏上某点到两个狭缝的路程差A =2n-一，n=0、1、2时，出2现明纹；当八二（2n+1）n=0、1、2时，出现暗纹。2教师：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）新课教学1、实验原理说明：每条缝的缝款KM两缝之间的距离 d相比可以忽略不计。设两缝之间的距离为d,缝中心和屏之间的距离为l ,条纹宽度为 x,光波波长为入，则d、1、Ax、入之间有什么关系?推导：设 RS = riPG= r2在 P2&上截取 PiMh ri则 S2MJh -ri.两缝之间的距离远小于缝到屏之间的距离 . SS2M可以看成是直角4 . r2 ri = dsin 0又

3、x=lsin 0 .2 r1=dx/l 当波程差为波长的整数倍时，才能出现亮条纹 .dx/l =kX .x = kl 入/d 当波程差为波长的k倍时出现第k个亮条纹.x = kAx 根据得： x = l入/d教师：改变什么条件可以增大相邻亮条纹之间的距离以便于测量？不同颜色的单色光的干涉条纹会有什么不同？学生：减小两缝之间的距离，增大缝到屏之间的距离，增大光波波长。在 d、l相同的情况下，入 越大，Ax也越大。2、观察双缝干涉图样（教师指导学生按步骤进行观察，也可引导学生先设计好步骤，分析研究后再进行，教师可将实验步骤投影）步骤：（1）按课本图13.32,将光源、单缝、遮光管、毛玻璃屏依次安放

4、在光具座上。（ 2）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）安装单缝和双缝，使双缝与单缝平行，二者间距约5i0 cm. ；（ 5）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。（ 6）拿走滤光片，观察白光的干涉条纹。(教师指导学生分别观察红色、紫色等不同颜色的单色光的干涉图样， 比较 不同色光干涉条纹宽度，与课本彩图13.3-3对照，得出结论：红光干涉条纹问 距大于紫光干涉条纹间距(注意其他条件相同，进行实验) 。对于同种色光，改 变双缝间距d,得出结论：双缝间距d越小，条纹间距越大。3、测定单色光的波长(教师指导学生按步骤进

5、行测量，也可引导学生先设计好步骤，分析研究后 再进行，教师可将实验步骤投影) 步骤：(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(记为第 1条)亮条纹的中央，记下手轮 上的读数转动手轮，使分划板中心刻线移动，当中心刻线与第n条亮纹中央 对齐，记下移动的条纹数 n和移动后手轮的读数 a2,则相邻两条纹间的距离a2 a1x 。n 1(3)用刻度尺测量双缝到光屏间距离 L；(4)用游标卡尺测量双缝间距d(这一步也可省去，d在双缝玻璃上已标出)；(5)重复测量、计算，求出波长的平均值；(6)换用不同滤光片，重复实验。说明：实验过程中教师要注意指导：(1)双缝干涉仪是比较

6、精密的实验仪器，实验前教师要指导学生轻拿轻放， 不要随便拆分遮光筒，测量头等元件，学生若有探索的兴趣应在教师指导下进行。(2)滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘，要指导学生用擦镜纸轻轻 擦拭，不用其他物品擦拭或口吹气除尘。(3)指导安装时，要求学生注意调节光源、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，引导学生分析理由。(4)光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。(5)实验中会出现像屏上的光很弱的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测 量头与遮光筒不共轴线所致；干涉条纹的清晰与否与单缝和双缝是否平行很有关 系。因此(3) (4)两步要求应在学生实验中引导他们分析，培养分析问题的能（6）实验过程中学生还会遇到各种类似 “故障”，教师要鼓励他们分析查找 原因。（三）课堂小结通过