2025版新教材高中物理第4章光4实验：用双缝干涉测量光的波长课前预习新人教版选择性必修第一册

4.试验：用双缝干涉测量光的波长学习目标1．视察不同单色光的双缝干涉图样。2．驾驭用公式Δx＝eq\f(l,d)λ测定单色光的波长的方法。3．相识物理试验和数学工具在物理发展过程中的作用。思维脉络试验思路光是电磁波中人眼可以感知的部分，可见光的波长约在380～780nm之间，波长是很短的，如何测量光的波长呢？1．试验原理如图所示，两缝之间的距离为d，每个狭缝都很窄，宽度可以忽视。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。则相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝eq\f(l,d)λ。若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx，就可求得光的波长λ＝eq\f(d,l)Δx。2．试验器材双缝干涉仪，包括：光具座、光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、目镜、刻度尺等，如图所示。①凸透镜：使射向单缝的光更集中②滤光片：获得单一颜色的光③单缝：获得线光源④双缝：获得相干光⑤遮光筒：防止外界光干扰试验物理量的测量1.测量l和Δx利用λ＝eq\f(d,l)Δx求波长时，双缝的间距d已知(器材本身确定)，则需测量的是：(1)测量l：双缝到屏的距离l可用毫米刻度尺测量；(2)测量Δx：相邻两条亮条纹间的距离Δx须要用测量头测量。2．两种测量头测量Δx时，有一种测量头内设置的是螺旋测微器，还有一种内置的是游标卡尺。借助两种测量微小间距的器材，可以测出n条亮条纹间的距离a，如图所示，利用Δx＝eq\f(a,n－1)，算出条纹间距，然后利用公式λ＝eq\f(d,l)Δx，求出此单色光的波长λ。试验与数据分析1.试验步骤(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示。(2)接好电源，打开开关，使光源正常发光。(3)调整各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏。(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10cm，这时可视察白光的干涉条纹。(5)在单缝和光源间放上滤光片，视察单色光的干涉条纹。(6)安装测量头，调整至可清晰地视察到干涉条纹。(7)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，登记手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，登记此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，则相邻两条亮条纹间的距离Δx＝eq\f(|a2－a1|,n－1)＝eq\f(a,n－1)。(8)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。(9)重复测量、计算，求出波长的平均值。(10)换用另一滤光片，重复试验。2．误差分析(1)双缝到屏的距离l的测量误差：因本试验中双缝到屏的距离较长，l的测量误差不会太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的方法减小相对误差。(2)测条纹间距Δx造成误差的缘由：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时读数不精确。留意事项(1)双缝干涉仪是比较精密的试验仪器，要轻拿轻放，不要随意拆分遮光筒、测量头等元件。(2)安装时，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，并使单缝、双缝平行且竖直。(3)光源运用线状长丝灯泡，调整时使之与单