实验：用双缝干涉测量光的波长教案

13.4 试验：用双缝干预测量光的波长【教学目标】〔一〕学问与技能把握明条纹〔或暗条纹〕间距的计算公式及推导过程。观看双缝干预图样，把握试验方法。〔二〕过程与方法培育学生的动手力量和分析处理“故障”的力量。〔三〕情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法，对学生进展物理方法的教育。【教学重点】双缝干预测量光的波长的试验原理及试验操作。【教学难点】x、L、d、的准确测量。【教学方法】复习提问，理论推导，试验探究【教学用具】双缝干预仪、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〕引入课师：在双缝干预现象中，明暗条纹消灭的位置有何规律？Δ=2n·2，n=012…Δ=〔2n+1〕2，n=0、1、2…时，消灭暗纹。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〕进展课试验原理［投影以下图及以下说明］21 2 12S、S间距离为dll>>d，OSS的中垂线与屏的交点，OS1、S21 2 12〔教师板演，学生表达〕1 SP=1 1师：rx间关系如何？1d1生：r2=l2+〔x-12师：r呢？22生：r2=l2+〔x+2

2〕2d2〕21 师：路程差|r-r|呢？〔大局部学生沉默，由于两根式之差不能进展深入运算〕1 r2r2=〔rr〔r+r〕=dx2 1 2 1 2 1d1 2 2 l>>dl>>xr+r≈2l，这样就好办了，r-r=Δr=lx1 2 2 师：请大家别忘了我们的任务是查找Δxλ的关系。Δr与波长有联系吗？生：有。师：好，当Δr=2n·d

2，n=0、1、2…时，消灭亮纹。nl即l·x=2n·2时消灭亮纹，或写成x= dn条和第〔n-1〕条〔相邻〕亮纹间距离Δx为多少呢？生：Δx=x-生：Δn n-1l=［n〔n-］dl师：也就是Δx=d·λ我们成功了！大家能用语言表述一下条纹间距与波长的关系吗？生：成正比。l、d要肯定。暗纹间距大家说怎么算？生：一样。师：结果如何？生：一样。lΔx=d长了。观看双缝干预图样

·λ，我们就可以用双缝干预试验来测量光的波〔师可将试验步骤投影〕1〕按课本图13.2，将光源、单缝、遮光管、毛玻璃屏依次安放在光具座上。接好光源，翻开开关，使灯丝正常发光；调整各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏；安装单缝和双缝，使双缝与单缝平行，二者间距约5~10cm.；在单缝和光源间放上滤光片，观看单色光的干预条纹。那走滤光片，观看白光的干预条纹。〔5913.3－3比照，得出结论：红光干预条纹间距大于紫光干预条纹间距〔留意其他条件一样，进展试验。对于同种色光，转变双缝间距d，得出结论：d越小，条纹间距越大。观看线状白炽灯的干预条纹，与课本60页图彩图比照，得出结论：白光的干预条纹是彩色的〕测定单色光的波长〔师可将试验步骤投影〕1〕安装测量头，调整至可清楚观看到干预条纹；1〔1条〕an数1na，则相邻两条纹间的距离x

a a2 1。2用刻度尺测量双缝到光屏间距离L；

n1用游标卡尺测量双缝间距〔d在双缝玻璃上已标出；重复测量、计算，求出波长的平均值；换用不同滤光片，重复试验。说明：试验过程中教师要留意指导：双缝干预仪是比较周密的试验仪器，试验前教师要指导学生轻拿轻放，不要任凭拆分遮光筒，测量头等元件，学生假设有探究的兴趣应在教师指导下进展。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。指导安装时，要求学生留意调整光源、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。光源使用线状长丝灯泡，调整时使之与单缝平行且靠近。试验中会消灭像屏上的光很弱的状况.主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒因此34〕两步要求应在学生试验中引导他们分析，培育分析问题的力量。试验过程中学生还会遇到各种类似“故障”，教师要鼓舞他们分析查找缘由。〔三〕课堂总结、点评lΔx=d并利用上式测量了光的波长。该试验为我们供给了一种用宏观量测量微观量的方法。〔四〕课余作业P60“问题与练习”的题目。附：课后训练

·，在做双缝干预试验时，用一般的白光做光源，假设在双缝处把一缝用红色玻璃挡住，另一缝用绿色玻璃挡住，则屏上会消灭〔 〕A．红色干预条纹 B．绿色干预条纹C．红绿相间的干预条纹 D．无干预条纹，但有亮光答案：D在杨氏双缝干预试验中，保持双缝到屏的距离不变，调整双缝间距离，当距离增大时，干预条纹距离将变 ，当距离减小时，干预条纹间距将变 .答案：小，大用单色光做双缝干预试验时，测得双缝间距离为0.4mm1m，1.5mm，求所用光波的波长。答案：6×10-7m光纤通信是700.85μm1.06μm就如同长“眼睛”一样盯住目标。依据以上信息，答复以下问题：在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？为什么上行光信号和下行光信号要承受两种不同频率的光？〔光纤纤芯的折1.47〕〔1〕157〔2〕相互间产生干扰。在双缝干预试验中，以白光为光源，在屏幕上观看到了彩色干预条纹。假设在双缝中〔只能透过红光，另一缝前放一绿色滤光片〔只能透过绿光时〔〕A．只有红色和绿色的双缝干预条纹，其他颜色的双缝干预条纹消逝B．红色和绿色的双缝干预条纹消逝，其他颜色的双缝干预条纹照旧存在C．任何颜色的双缝干预条纹都不存在，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：以白光为光源时，在屏幕上得到了彩色的干预条纹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A、DB亦错.虽然不能产生干预条纹，但仍有光照在屏上，故C对。答案：C6．用单色光做双缝干预试验，以下说法正确的选项是A．相邻干预条纹之间距离相等B．中心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．在试验装置不变的状况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距L解析：由于双缝干预的条纹宽Δx=d，可见条纹宽应是相等的，A正确，BC错，又由于＞，所以Δx ＞Δx ，故D错.红 蓝 红 蓝答案：A1 如下图，用波长为S、S1 Pd，则Od/2对屏上某点d=n/2〔n为正整数〕时，消灭暗纹 P距O点越远的点d越长，就越简洁消灭暗条纹 S1 O用各色光在同一条件下试验，波长越短的色光条纹间距越 S2小d=nd=〔2n＋1〕/2时消灭暗条纹，可见，n=0时，d/2，所以A正确。由Δx=l/d〔d为两狭缝间的距离〕得，频率越大的色光，其波长越短，干预条纹之间的距离越小，故D正确。答案：AD在利用双缝干预测定光波波长时，首先调整 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相互平行.当屏上消灭了干预图样后，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Δx= ，双缝到毛玻璃屏的距离L用 测量，用公