高中物理人教必修一(教案)实验：用双缝干涉测量光的波长

1、5/5实验：用双缝干涉测量光的波长【教学目标】1了解“双缝干涉测量光的波长”的实验原理和实验器材，进一步理解影响干涉条纹间距的因素。2观察干涉图样，加深对干涉图样的认识和理解。3通过实验，学会用光的干涉测定单色光的波长。【教学重难点】1观察干涉图样，加深对干涉图样的认识和理解。2通过实验，学会用光的干涉测定单色光的波长。【教学过程】一、复习导入1产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。2（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹。3同样条件的双缝实验，用不同的色光得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。x=ld4单色光干涉条纹的特点是等间距的，明暗相间的。二、新课教学（一）

2、实验原理由x=ld得=dlx这就是用双缝干涉测量光的波长的实验原理。（二）实验装置1了解实验仪器：2实验仪器的调节：光源、透镜、遮光筒等应该共轴调节方法：调节光源和透镜的高度，让两者和遮光筒等高。在未安装单缝和双缝时，能从遮光筒的另一端看到光源。双缝应该竖直放置单缝、双缝的放置方向应平行调节方法：可以通过拨杆来调节单缝的放置方向。3观察白光的干涉图样：（1）看不到图样或图样较暗。原因：光源、透镜、遮光筒不共轴。（2）干涉条纹是斜的。原因：双缝不是竖直放置的。（3）条纹不清晰。原因：单缝、双缝的放置方向不平行。4分两大组观察红光和蓝光的干涉图样：红光 双缝间距0.18mm红光 双缝间距0.36m

3、m蓝光 双缝间距0.36mm（三）物理量的测量1?的测量让学生判断是测量哪一段的距离，最后教师给出结果，并得出测量方式：双缝到屏的距离?可以用刻度尺测出。2?的测量介绍测量头：提问：如何测量误差较小？测量?个亮条纹间的距离?，则：x=a/(n-1)教师提醒学生注意在测量n个亮条纹的距离时，要朝同一个方向旋转测量头。最后用公式求出光的波长：=dxl。（四）拓展：其他的测量方法1牛顿环2菲涅耳双棱镜3法布里珀罗干涉仪4光栅5分光计【课堂练习】1在杨氏双缝干涉实验中，保持双缝到屏的距离不变，调节双缝间距离，当距离增大时，干涉条纹距离将变_，当距离减小时，干涉条纹间距将变_。答案：小 大2用单色光做双

4、缝干涉实验时，测得双缝间距离为0.4mm，双缝到屏的距离为1m，干涉条纹间距为1.5mm，求所用光波的波长。答案：610-7m3光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用，光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85m的单色光。而上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06m的单色光，这样操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息，回答下列问题：（1）在光纤制

5、导中，上行光信号在真空中波长是多少？（2）为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？（已知光纤纤芯的折射率为1.47）答案：（1）157m，（2）如果上行光信号和下行光信号频率相同，会发生干涉现象。相互间产生干扰。4在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ ）A只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但在屏上仍有光亮D屏上无任何光亮解析：题目中给出的条件是：

6、以白光为光源时，在屏幕上得到了彩色的干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），那么，从双缝射出的则是频率不同的红色光和绿色光，所以不可能产生干涉条纹，故A、D错；而其他颜色的光不可能透过滤光片，故B亦错。虽然不能产生干涉条纹，但仍有光照在屏上，故C对。答案：C5用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）A相邻干涉条纹之间距离相等B中央明条纹宽度是两边明纹宽度的两倍C屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距答案：A6如图所示，用波长为的单色光做双缝干涉实验时，设两个狭缝S1

7、、S2到屏上某点P的路程差为d，则（ ）A距O点最近的一条暗纹必是d=/2B对屏上某点d=n/2（n为正整数）时，出现暗纹C距O点越远的点d越长，就越容易出现暗条纹D用各色光在同一条件下实验，波长越短的色光条纹间距越小答案：AD7在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节_和_的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出n条明纹间距离a，则两条相邻明条纹间的距离x=_，双缝到毛玻璃屏的距离L用_测量，用公式_可以测出单色光的波长。答案：光源、滤光片、单缝、双缝 an-1 毫米刻度尺 x=Ld8用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为0.210-3m，测得双缝到屏的距离为0.7