实验十五 用双缝干涉测光的波长 实验十五 用双缝干涉测光的波长 课前自主学习课前自主学习课堂讲练互动课堂讲练互动课时作业课时作业随堂巩固训练随堂巩固训练 梳理知识梳理知识 突破难点突破难点 课前自主学习课前自主学习 实验器材 双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．实验步骤 1．观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如图2所示． (2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．(3)调节各器件的高度，使光源灯丝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，二者间距约5～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹．(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． 误差分析 1．使用测量头测量a1、a2易出现误差．这样造成了条纹间距Δx的误差．2．用刻度尺测量l时，也容易出现误差． 注意事项 1．实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量．2．分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量结果的误差．3．双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否则影响测量结果． 师生互动师生互动 规律总结规律总结 课堂讲练互动课堂讲练互动 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意______和_____________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图4甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数________mm.求得相邻亮纹的间距Δx为________mm. (4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.[解析] (1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏．所以排列顺序为：C、E、D、B、A.(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上． 题后反思 双缝干涉是光具有波动性的有力的实验证据．通过对干涉图样的观察、测量与有关计算分析，让学生建立牢固的波的形象的概念． 变式1—1 (2009·北京高考)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5)，并选用缝间距d＝0.20 mm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＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作． 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6(a)所示，图6(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图6(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图7(a)所示，此时图7(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明纹(或暗纹)间 的 距 离 Δx＝ ________mm； 这 种 色 光 的 波 长 λ＝________nm. 感悟真题感悟真题 检验技能检验技能 随堂巩固训练随堂巩固训练1．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光比另一种单色光( )A．在真空中的波长较短B．在玻璃中传播速度较大C．在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大D．其光子的能量较小答案：BD 2．某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是( )A．将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动 3．如图8所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件如下图所示，则(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( )A．将红色滤光片改为绿色滤光片B．增大双缝之间的距离C．减小④和⑥之间的距离D．增大④和⑥之间的距离 4．在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝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互相平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐时(如图10A所示)将此明纹记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2、3……明纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图中B、C所示(游标卡尺为10分度)，则图B对应的读数为________m，图C对应的读数为________m．用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00 cm.由双缝上标示获知双缝间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为________m. 答案：1.94×10－2 2.84×10－2 6.00×10－7 单缝与双缝不平行 温温示示提提馨馨（点击进入）（点击进入）请做：单元综合测试（十三）请做：单元综合测试（十三） 。
