2019-2020学年高中物理 第五章 光的波动性 第2节《实验探究：用双缝干涉测光的波长》教案 教科版选修3-4
实验目的: 利用双缝干涉产生的条纹测绿光的波长
重点难点
重点：利用双缝干涉产生的条纹测绿光的波长
难点：J2515型双缝干涉仪的调节与使用，观察到双缝干涉现象并测量光的波长
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
思想
通过上一节课的学习，学生初步了解了双缝干涉的现象和相关变化规律，通过本节课的操作和观察，可以进一步地了解光波产生稳定的干涉现象的条件，观察白光及单色光的干涉图样，并测定单色光的波长。学生在实验中，通过了解每个实验元件的作用，学会科学设计实验仪器和实验
方案
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的思维方法，并促进学生对相关知识的应用能力的提高，并培养学生精益求精、实事求是的科学态度和作风，让学生体验探究科学的艰辛与喜悦。
实验器材 J2515型双缝干涉仪、电源（交流12V）、灯泡（12V、15~24W单丝）、凸透镜（f=5cm）、
光具座等
教学设计
【课堂引入】
问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
：光的双缝干涉的现象是怎样的？干涉条纹的宽度和间距哪些因素有关？
追问：能否利用光的双缝干涉的条纹测量光的波长？如何测量？
【课堂学习】
学习活动一：介绍J2515型双缝干涉仪的结构和使用方法
问题1：J2515型双缝干涉仪的主要结构是怎样的？各有什么作用？
结构：滤色片（含片座）、单狭缝（含缝座）、单缝管、拨杆、遮光管、接长管、测量头、
游标尺（50分度）、滑块、手轮、目镜、分划板、半圆形支架环（两个）
（拆分实验器材，边讲解边组装，在认识结构的同时，也了解仪器各部分的作用，并
学会组装实验器材）（详见
书
关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf
P83右侧注释）
问题2：J2515型双缝干涉仪该如何调节和使用？
1、把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上的半圆形支架环上，使其轴线与光具座的导轨基本平行；另一端装上毛玻璃屏，在筒的观察端装上测量头。
2、打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝。单缝和双缝间的距离约为5cm~10cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。适当转动拨杆，使双缝与单缝平行；这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样（如图—2）。
3、在单缝和光源间放上滤光片就可见到单色光的双缝干涉图样（如图—3）。
学习活动二：利用双缝干涉条纹测单色光的波长
4、根据测定单色光的波长
双缝间的距离是已知的，双缝到屏的距离可以用米尺测出，相邻两条亮（暗）纹
间的距离用测量头（如图—4）测出。
测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会左右移动。
安装测量头时，要卸下观察筒，换上测量头。
调节目镜，在视场中出现清晰的干涉条纹及分划板上的刻线。
测量时，转动测量头，使分划板中心刻线平行于干涉条纹并对齐条纹的中心（如图—5），记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。
测出可计算出光的波长。
换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并根据公式可计算出相应的波条亮（暗）纹间的距离，就可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离。根据公式长。
问题3：为什么不直接测量Δx，而要测量n条条纹间距？
实验
记录
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与分析：
参考数据 l=(600+100)mm2mm ，d=0.2500.003mm(或0.2000.003mm)，
=6600100埃 ，=5350100埃；
参考表格：
次序
d(m)
l(m)
ΔX (m)
n
(m)
1
2
3
结论： m 。
【实验报告设计】
实验探究：用双缝干涉测光的波长
实验目的：
实验原理：
实验器材：
实验步骤：
实验记录：
误差分析：
【课堂反馈】
1．在用双缝干涉测光的波长的实验中，光源与屏之间应依次放置（ ）
A．单缝、滤光片、双缝 B．滤光片、单缝、双缝
C．滤光片、双缝、单缝 D．双缝、单缝、滤光片
2．双缝干涉实验装置中，双缝间距为d，双缝到光屏间距为L，调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹及改变条件后其变化情况，下列说法中正确的是（ ）
A．屏上所有亮线都是双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的，而所有暗线都是波谷与波谷叠加形成的
B．若将屏向右或向左平衡一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C．若将双缝间距离d变小，则光屏上相邻的明条纹间距变小
D．若改用频率较大单色光进行实验，在其它条件不变的情况下，光屏上相邻的暗条纹间距变小
3．用白光照射双缝出现彩色条纹，为什么中央是一条白色的亮条纹？各彩色条纹中的彩色是如何排列的？
参考答案：
1、B 2、BD 3、因为各种色光在中央处叠加后都会出现明条纹，相互叠加后就呈现白色亮纹。各彩色条纹从中间向两边都由紫到红。
【课后测评】
1．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻两条亮纹间距。若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ）
A． B． C． D．
2．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有（ ）
A．如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大
B．如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大
C．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大
D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大
3．波长为5890埃的黄光照在一双缝上，在距双缝为1米的观察屏上，测得20个亮条纹的间距共宽2.4厘米，双缝间的距离为
。
4．某同学在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，实验装置如右图所示。使用的双缝的间距为0.025cm。实验时，首先调节
和
的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使
和________竖直且互相平行。当屏上出现了干涉图样后，通过测量头（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm）观察第一条亮纹的位置如图（a）所示，第五条亮纹位置如图（b）所示，测出双缝与屏的距离为50.00cm，则待测光的波长λ=___________nm。
参考答案：
1、B 2、C 3、0.49mm 4、单缝屏、双缝屏；单缝屏、双缝屏；592.75nm
光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏
图—1 双缝干涉仪
图—2 白光的双缝干涉图样
图—3 单色光的双缝干涉图样
图—4 测量头
图—5
浙公网安备 33021202002483