人教版(新教材)高中物理选择性必修1教学设计1：4 4 实验：用双缝干涉测量光的波长教案

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE14.4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。Δ4．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）实验原理由Δx=l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：①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。②双缝应该竖直放置③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0.36mm蓝光双缝间距0.36mm（三）物理量的测量1．l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l可以用刻度尺测出。2．∆x介绍测量头：提问：如何测量误差较小？测量相邻n个亮条纹间的距离a，则：∆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：λ=（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〗6×10-7m3．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0.85μm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1.06μm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）157μm，（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：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（）