第四节-实验：用双缝干涉测量光的波长课件

1第四节实验：用双缝干涉测量光的波长1第四节实验：用双缝干涉测量光的波长2课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练

第四节实验：用双缝干涉测量光的波长2课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练 3课标定位学习目标：1.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．2．会推导亮条纹(或暗条纹)的间距公式．重点难点：1.测单色光的波长的实验原理．2．根据测量的数据计算波长．3课标定位4课前自主学案一、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．二、实验原理1．相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系4课前自主学案一、实验目的5如图13－4－1所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2.在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d≪l，所以三角形S1S2M可看做直角三角形．图13－4－15如图13－4－1所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S6672．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条纹，如果用白光通过双缝可以观察到______条纹．彩色72．观察双缝干涉图样彩色889转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板______________对齐某亮条纹(或暗条纹)的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数a1，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(或暗条纹)中心时，记下手轮上的读数a2，两次读数之差就是相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离，即Δx＝|a1－a2|.中心刻线9转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板_____10图13－4－210图13－4－211三、实验器材双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、滤光片(红、绿色各一片)、遮光筒、毛玻璃屏、测量头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)，另外还有学生电源、导线、米尺．四、实验步骤1．按图13－4－3所示安装仪器．图13－4－311三、实验器材图13－4－3122．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．3．使光源发光，在光源和单缝之间加红(或绿)色滤光片，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，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)．122．将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线134．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齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.134．加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手141415核心要点突破一、注意事项1．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轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行．15核心要点突破一、注意事项16二、误差分析1．(1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差．(2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差．2．测条纹间距Δx带来的误差．(1)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．16二、误差分析17课堂互动讲练类型一对实验器材的考查 (2011年黄冈高二期中)如图13－4－4所示，在“用双缝干涉测光的波长”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，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的________．例1图13－4－417课堂互动讲练类型一对实验器材的考查 (2011年黄冈高18A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏B．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏C．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)________．18A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏19【答案】

C增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距19【答案】C增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距20例2

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(如图13－4－5甲)，并选用缝间距d＝0.20mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．类型二对仪器读数及实验原理的考查20例2 在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按21图13－4－521图13－4－522(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50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(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.22(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．23【答案】

(1)15.02

(2)2.31

6.6×10223【答案】(1)15.02(2)2.316.6×102424252526第四节实验：用双缝干涉测量光的波长1第四节实验：用双缝干涉测量光的波长27课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练

第四节实验：用双缝干涉测量光的波长2课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练 28课标定位学习目标：1.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．2．会推导亮条纹(或暗条纹)的间距公式．重点难点：1.测单色光的波长的实验原理．2．根据测量的数据计算波长．3课标定位29课前自主学案一、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．二、实验原理1．相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系4课前自主学案一、实验目的30如图13－4－1所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2.在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d≪l，所以三角形S1S2M可看做直角三角形．图13－4－15如图13－4－1所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l.双缝S316322．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条纹，如果用白光通过双缝可以观察到______条纹．彩色72．观察双缝干涉图样彩色33834转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板______________对齐某亮条纹(或暗条纹)的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数a1，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(或暗条纹)中心时，记下手轮上的读数a2，两次读数之差就是相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离，即Δx＝|a1－a2|.中心刻线9转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板_____35图13－4－210图13－4－236三、实验器材双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、滤光片(红、绿色各一片)、遮光筒、毛玻璃屏、测量头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)，另外还有学生电源、导线、米尺．四、实验步骤1．按图13－4－3所示安装仪器．图13－4－311三、实验器材图13－4－3372．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．3．使光源发光，在光源和单缝之间加红(或绿)色滤光片，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，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)．122．将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线384．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齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.134．加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手391440核心要点突破一、注意事项1．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轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行．15核心要点突破一、注意事项41二、误差分析1．(1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差．(2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差．2．测条纹间距Δx带来的误差．(1)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．16二、误差分析42课堂互动讲练类型一对实验器材的考查 (2011年黄冈高二期中)如图13－4－4所示，在“用双缝干涉测光的波长”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，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的________．例1图13－4－417课堂互动讲练类型一对实验器材的考查 (2011年黄冈高43A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏B．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏C．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)________．18A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏44【答案】

C增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距19【答案】C增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距45例2