2022-2023学年新教材高中物理第四章光4实验：用双缝干涉测量光的波长课件新人教版选择性必修第一册

第四章光4．实验：用双缝干涉测量光的波长课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建目标体系构建【思维脉络】课前预习反馈

双缝干涉仪，即光具座、光源、________、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、________。另外，还有学生电源、导线、________等。滤光片知识点1实验器材测量头刻度尺如图所示，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知识点2实验原理1．L的测量：双缝到屏的距离可以用________测出。2．Δx的测量：相邻两条亮条纹间的距离需用________测出。为减小误差，可测出n个亮条纹间的距离a，再求出相邻两个亮条纹间的距离Δx＝________。刻度尺知识点3物理量的测量测量头课内互动探究1．实验过程(1)按照如图所示的装置安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。(也可直接用双缝干涉仪)(2)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。要点提炼3．注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。间距大约为5～10cm。(2)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。(3)测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心。(4)要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx。(5)调节的基本依据：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所致，干涉条纹不清晰主要原因是单缝与双缝不平行所致。

某同学利用如图甲所示装置测量光的波长。典例1典例剖析(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数为3.730mm，转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则图乙读数为_________mm，已知双缝间距d＝0.3mm，双缝到光屏的距离l＝600mm，由以上数据得这种光的波长λ＝_____nm。(2)以下操作，能使条纹间距变大的是___。A．将滤光片由红色换成蓝色B．增大单缝到双缝的距离C．增大双缝到光屏的距离D．换一个间距较大的双缝10.330

660

C

1．(2020·湖南岳阳一中高三月考)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，第一次分划板中心刻线对齐A条纹中心线时(如图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻线对齐B条纹中心线时(如图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的读数为_______mm。图丁中游标卡尺的读数为_______mm。实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是__________，所测光的波长为_____________m。(保留两位有效图数字)对点训练11.6

16.6

减小误差6.3×10－7

现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图一所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。典例2典例剖析(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_________、A。E、D、B

(2)实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒的轴线把屏照亮；②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头测量数条亮纹间的距离。在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间的距离为5～10cm和______________________。使单缝与双缝相互平行解析：(1)为获取单色线光源，白光光源后面要有滤光片、单缝、双缝，即为E、D、B。(2)在操作步骤②时还应注意使单缝与双缝相互平行，使一个线光源变为频率相等的两个线光源。2．(1)如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是____。A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．将绿色滤光片改成红色滤光片D．增大双缝之间的距离对点训练BC

(2)如果把光源内灯泡换成激光电源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是______(填数字代号)。(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，手轮的示数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，手轮的示数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是_______mm。(结果保留三位有效数字)②③

1.61

(4)在(3)前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30mm，双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是______________m。(结果保留三位有效数字)5.37×10－7

课堂达标检测1．(2020·湖北省部分重点中学高二下学期期中联考)“利用双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏的距离L＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA＝11.1mm，xB＝_______mm，相邻两条纹间距Δx＝_______mm；(2)波长的表达式λ＝______(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长λ＝_____________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______(填“变大”“不变”或“变小”)。15.6

0.75

6.0×10－7

变小2．(2020·河南省南阳市高二下学期3月第一次联考)某同学“用双缝干涉测光的波长”。(1)如图所示，若将某单色光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图乙图样，是平行且等宽的明暗相间的条纹。换用间距更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹间距将________；保持双缝间距不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹间距将________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)；(2)为测量该单色光的波长，将光束垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄，宽度可忽略)，在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，则该单色光的波长为______。变宽

变窄

3．(2021·山东省青岛市高二调研)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示。(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关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_____。