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1、第四节实验：用双缝干涉测量光的波长第四节实验：用双缝干涉测量光的波长课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第第四四节节实实验验：用用双双缝缝干干涉涉测测量量光光的的波波长长课标定位课标定位学学习习目目标标：1.掌掌握握用用双双缝缝干干涉涉测测量量光光的的波波长长的的实实验原理并会测量单色光的波长验原理并会测量单色光的波长2会推导亮条纹会推导亮条纹(或暗条纹或暗条纹)的间距公式的间距公式重点难点：重点难点：1.测单色光的波长的实验原理测单色光的波长的实验原理2根据测量的数据计算波长根据测量的数据计算波长课前自主学案前自主
2、学案一、一、实验目的目的1了解光波了解光波产生生稳定的干涉定的干涉现象的条件象的条件2观察白光及察白光及单色光的双色光的双缝干涉干涉图样3测定定单色光的波色光的波长二、二、实验原理原理1相相邻亮亮纹(或暗或暗纹)间的距离的距离x与入射光波与入射光波长之之间的定量关系的定量关系如图如图1341所示，双缝间距所示，双缝间距d，双缝到屏的，双缝到屏的距离距离l.双缝双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点的连线的中垂线与屏的交点为为P0.对屏上与对屏上与P0距离为距离为x的一点的一点P，两缝与，两缝与P的的距离距离PS1r1，PS2r2.在线段在线段PS2上作上作PMPS1，则，则S2Mr2r1，因，
3、因dl，所以三角形，所以三角形S1S2M可看做直角三角形可看做直角三角形图13412观察双缝干涉图样观察双缝干涉图样光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝后产生稳定的过单缝后相当于线光源，经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双缝可以观察到条纹，如果用白光通过双缝可以观察到_条纹条纹彩色彩色转动手轮，分划板会左、右移动测量时，应转动手轮，分划板会左、右移动测量时，应使分划板使分划板_对齐某亮条纹对齐某亮条纹(或暗或暗条纹条纹)的中心的中心(如图乙
4、所示如图乙所示)，记下此时手轮上的，记下此时手轮上的读数读数a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一相邻的亮条纹分划板中心刻线对齐另一相邻的亮条纹(或暗条或暗条纹纹)中心时，记下手轮上的读数中心时，记下手轮上的读数a2，两次读数之，两次读数之差就是相邻两亮条纹差就是相邻两亮条纹(或暗条纹或暗条纹)间的距离，即间的距离，即x|a1a2|.中心刻中心刻线图图1342三、实验器材三、实验器材双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、滤光片滤光片(红、绿色各一片红、绿色各一片)、遮光筒、毛玻璃屏、遮光筒、毛玻璃
5、屏、测量头测量头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)，另外还有学生电源、导线、米尺另外还有学生电源、导线、米尺四、实验步骤四、实验步骤1按图按图1343所示安装仪器所示安装仪器图13432将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上光筒的中心轴线上3使光源发光，在光源和单缝之间加红使光源发光，在光源和单缝之间加红(或绿或绿)色滤光片，让光通过单缝后的条形光斑恰好落在色滤光片，让光通过单缝后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜焦距观察单色光的干涉条纹，
6、撤去滤光片，观察焦距观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹白光的干涉条纹(彩色条纹彩色条纹)4加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数分划板中心刻度线的条纹数n.核心要点突破核心要点突破一、注意事一、注意事项1
7、放置放置单缝和双和双缝时，必，必须使使缝平行平行2要要保保证光光源源、滤光光片片、单缝、双双缝和和光光屏屏的的中中心心在同一条在同一条轴线上上3测量量头的中心刻的中心刻线要要对应着亮着亮(或暗或暗)纹的中心的中心4要多要多测几个亮几个亮纹(或暗或暗纹)中心中心间的距离，再求的距离，再求x.5调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯原因是灯丝与与单缝、双、双缝、测量量头与遮光筒不共与遮光筒不共轴所致；干涉条所致；干涉条纹不清晰一般是因不清晰一般是因为单缝与双与双缝不平不平行行二、误差分析二、误差分析1(1)测双缝到屏的距离测双缝到屏的距离l带来的误
8、差，可通过带来的误差，可通过选用选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差法减小误差(2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差差2测条纹间距测条纹间距x带来的误差带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度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有恰好位于条纹中心(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确测量多条亮条纹间距离时读数不准确课堂互堂互动讲练类类型一型一对实验器材的考查对实验器材的考查 (2011年年黄黄冈高高二二期期中
9、中)如如图1344所所示示，在在“用用双双缝干干涉涉测光光的的波波长”的的实验中中，光光具具座座上上放放置置的的光光学学元元件件有有光光源源、遮遮光光筒筒和和其其他他元元件件，其其中中a、b、c、d各各装装置置的的名名称称依依次次是是下下列列选项中中的的_例例例例1 1图1344Aa单缝、单缝、b滤光片、滤光片、c双缝、双缝、d光屏光屏Ba单缝、单缝、b双缝、双缝、c滤光片、滤光片、d光屏光屏Ca滤光片、滤光片、b单缝、单缝、c双缝、双缝、d光屏光屏Da滤光片、滤光片、b双缝、双缝、c单缝、单缝、d光屏光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹或暗纹)之之间的距离
10、，可采用的方法是间的距离，可采用的方法是(任写一种方法任写一种方法) _【答案答案】C增加双缝到屏的距离，也可以增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距减小双缝间距例例例例2 2在在用用双双缝干干涉涉测光光的的波波长实验中中，将将双双缝干干涉涉实验仪按按要要求求安安装装在在光光具具座座上上(如如图1345甲甲)，并并选用用缝间距距d0.20 mm的的双双缝屏屏从从仪器器注注明明的的规格格可可知知，像像屏屏与与双双缝屏屏间的的距距离离L700 mm.然后，接通然后，接通电源使光源正常工作源使光源正常工作类类型二型二对仪器读数及实验原理的考查对仪器读数及实验原理的考查图图1345(1)已知测量头主尺
11、的最小刻度是毫米，副尺上已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有有50分度某同学调整手轮后，从测量头的目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乙镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙号，此时图乙(b)中游标尺上的读数中游标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙如图丙(a)所示，此时图丙所示，此时图丙(b)中游标尺上的读中游标尺上的读数数x2_mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮纹纹(或暗纹或暗纹)间的距离间的距离x_mm；这种；这种色光的波长色光的波长_nm.【答案答案】(1)15.02(2)2.316.6102本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用
