第四节　实验：用双缝干涉测量光的波长

1、1第四节实验：用双缝干涉测量光的波长第四节实验：用双缝干涉测量光的波长2课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练第四节实验：用双第四节实验：用双缝干涉测量光的波长缝干涉测量光的波长3课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.掌握用双缝干涉测量光的波长的实掌握用双缝干涉测量光的波长的实验原理并会测量单色光的波长验原理并会测量单色光的波长2会推导亮条纹会推导亮条纹(或暗条纹或暗条纹)的间距公式的间距公式重点难点：重点难点：1.测单色光的波长的实验原理测单色光的波长的实验原理2根据测量的数据计算波长根据测量的数据计算波长4课前自主

2、学案课前自主学案一、实验目的一、实验目的1了解光波产生稳定的干涉现象的条件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观察白光及单色光的双缝干涉图样3测定单色光的波长测定单色光的波长二、实验原理二、实验原理1相邻亮纹相邻亮纹(或暗纹或暗纹)间的距离间的距离x与入射光波长与入射光波长之间的定量关系之间的定量关系5如图如图1341所示，双缝间距所示，双缝间距d，双缝到屏的距，双缝到屏的距离离l.双缝双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与对屏上与P0距离为距离为x的一点的一点P，两缝与，两缝与P的距离的距离PS1r1，PS2r2.在线段在

3、线段PS2上作上作PMPS1，则则S2Mr2r1，因，因dl，所以三角形，所以三角形S1S2M可可看做直角三角形看做直角三角形图图1341672观察双缝干涉图样观察双缝干涉图样光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通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，经双缝后产生稳定的过单缝后相当于线光源，经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双缝可以观察到条纹，如果用白光通过双缝可以观察到_条纹条纹彩色彩色89转动手轮，分划板会左、右移动测量时，应转动手轮，分划板会左、右移动测量时，应使分划板使分划板_

4、对齐某亮条纹对齐某亮条纹(或暗或暗条纹条纹)的中心的中心(如图乙所示如图乙所示)，记下此时手轮上的，记下此时手轮上的读数读数a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一相邻的亮条纹分划板中心刻线对齐另一相邻的亮条纹(或暗条或暗条纹纹)中心时，记下手轮上的读数中心时，记下手轮上的读数a2，两次读数之，两次读数之差就是相邻两亮条纹差就是相邻两亮条纹(或暗条纹或暗条纹)间的距离，即间的距离，即x|a1a2|.中心刻线中心刻线10图图134211三、实验器材三、实验器材双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、滤双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、滤

5、光片光片(红、绿色各一片红、绿色各一片)、遮光筒、毛玻璃屏、测量、遮光筒、毛玻璃屏、测量头头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)，另外还，另外还有学生电源、导线、米尺有学生电源、导线、米尺四、实验步骤四、实验步骤1按图按图1343所示安装仪器所示安装仪器图图1343122将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上筒的中心轴线上3使光源发光，在光源和单缝之间加红使光源发光，在光源和单缝之间加红(或绿或绿)色色滤光片，让光通过单缝后的条形光斑恰好落在双滤光片，让光通过单缝后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测

6、量头，仔细调节目镜焦缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜焦距观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白距观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹光的干涉条纹(彩色条纹彩色条纹)134加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心

7、刻度线的条纹数划板中心刻度线的条纹数n.1415核心要点突破核心要点突破一、注意事项一、注意事项1放置单缝和双缝时，必须使缝平行放置单缝和双缝时，必须使缝平行2要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上心在同一条轴线上3测量头的中心刻线要对应着亮测量头的中心刻线要对应着亮(或暗或暗)纹的中纹的中心心4要多测几个亮纹要多测几个亮纹(或暗纹或暗纹)中心间的距离，再求中心间的距离，再求x.5调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主调节的基本依据是：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要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与

8、遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行平行16二、误差分析二、误差分析1(1)测双缝到屏的距离测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过带来的误差，可通过选用选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差减小误差(2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差差2测条纹间距测条纹间距x带来的误差带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度干涉条纹没有调到最清晰的程度(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心

9、有恰好位于条纹中心(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确测量多条亮条纹间距离时读数不准确17课堂互动讲练课堂互动讲练对实验器材的考查对实验器材的考查 (2011年黄冈高二期中年黄冈高二期中)如图如图1344所示，所示，在在“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中各装置的名称依次是下列选项中的的_图图134418Aa单缝、单缝、b滤光片、滤光片、c双缝、双缝、d光屏光屏Ba单缝、单缝、b双缝、双缝、c滤光片、滤光片、d光屏光屏C

10、a滤光片、滤光片、b单缝、单缝、c双缝、双缝、d光屏光屏Da滤光片、滤光片、b双缝、双缝、c单缝、单缝、d光屏光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹或暗纹)之之间的距离，可采用的方法是间的距离，可采用的方法是(任写一种方法任写一种方法) _19【答案答案】C增加双缝到屏的距离，也可以减增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距小双缝间距20在用双缝干涉测光的波长实验中，在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图如图1345甲甲)，并选用缝间距，并选用缝间距d0.20 mm的双缝的双缝屏从仪器注明的规

11、格可知，像屏与双缝屏间屏从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离的距离L700 mm.然后，接通电源使光源正常然后，接通电源使光源正常工作工作对仪器读数及实验原理的考查对仪器读数及实验原理的考查21图图134522(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有有50分度某同学调整手轮后，从测量头的目分度某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙号，此时图乙(b)中游标尺上的读数中游标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如；接着再转动