新教材高中物理第四章光4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課件新人教版選擇性必修第一冊(cè)

1、4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)第四章光學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1了解“雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)一步理解影響干涉條紋間距的因素2觀察干涉圖樣，加深對(duì)干涉圖樣的認(rèn)識(shí)和理解1通過動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)和思考，增強(qiáng)對(duì)光的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)2通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用光的干涉測(cè)定單色光的波長(zhǎng)知識(shí)導(dǎo)圖預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) | 新知領(lǐng)悟二、實(shí)驗(yàn)原理1相鄰明紋(暗紋)間的距離x與入射光波長(zhǎng)之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如圖所示，雙縫間距d，雙縫到屏的距離l.雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0對(duì)屏上與P0距離為x的一點(diǎn)P，兩縫與P的距離PS1r1，PS2r2在線段PS2上作PMPS1，則S2Mr2r1，因dl，三角形S1S2M可看作直角三角

2、形有r2r1dsin (令S2S1M)則xltan lsin ，三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測(cè)量頭其中測(cè)量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺3使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測(cè)量頭，仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)4加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時(shí)調(diào)節(jié)手輪，分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)使分劃板移動(dòng)，直到分劃板的中心刻線對(duì)齊另一條紋中心，記下此時(shí)手輪讀數(shù)和移過分劃板中心

3、刻度線的條紋數(shù)n.五、誤差分析本實(shí)驗(yàn)為測(cè)量性實(shí)驗(yàn)，因此應(yīng)盡一切辦法減少有關(guān)測(cè)量的誤差1雙縫到屏的距離l的測(cè)量誤差因本實(shí)驗(yàn)中雙縫到屏的距離非常長(zhǎng)，l的測(cè)量誤差不太大，但也應(yīng)選用毫米刻度尺測(cè)量，并用多次測(cè)量求平均值的辦法減小相對(duì)誤差2測(cè)條紋間距x帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心(3)測(cè)量多條亮條紋間距時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確多維課堂 | 素養(yǎng)初培實(shí)驗(yàn)操作過程及儀器讀數(shù)精練1在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)：(2)測(cè)量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖所示，其示數(shù)為_mm.【答案】(1)A(2)1.970【解析】(1)放上

4、單縫和雙縫后，由于發(fā)生干涉現(xiàn)象沒法調(diào)節(jié)光源的高度，A錯(cuò)誤(2)按讀數(shù)規(guī)則，讀出示數(shù)為1.5 mm47.00.01 mm1.970 mm.變式1如圖所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為：光源、_、_、_、遮光筒、光屏對(duì)于某種單色光，為增大相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取_或_的方法【答案】濾光片單縫屏雙縫屏增大雙縫屏到光屏的距離減小雙縫屏兩縫間的距離實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理精練2利用雙縫干涉測(cè)定單色光波長(zhǎng)，某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度對(duì)齊A條紋中心時(shí)(圖甲)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度對(duì)齊B條紋中心時(shí)(圖乙)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示，已知雙縫

5、間距為0.5 mm，從雙縫到屏的距離為1 m，則圖丙游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_ mm.圖丁游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_ mm.在實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_ m在本實(shí)驗(yàn)中如果在雙縫上各有一個(gè)紅色和綠色濾光片，那么在光屏上將_(填“能”或“不能”)看到明暗相間的條紋【答案】11.416.86.75107不能變式2現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度

6、，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意單縫、雙縫應(yīng)_且_(3)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)為_mm，求得相鄰亮紋的間距x_mm.(4)已知雙縫間距d為2.0104m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計(jì)算式_，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為_nm.課堂小練 | 素養(yǎng)達(dá)成1(2021屆

7、宜昌名校期末)用圖甲所示裝置測(cè)量某單色光的波長(zhǎng)時(shí)，所得圖樣如圖乙所示，調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)一條亮條紋A的中心，測(cè)量頭卡尺的示數(shù)為11.4 mm，移動(dòng)手輪使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)另一條亮條紋B的中心，測(cè)量頭卡尺的示數(shù)為15.2 mm.已知雙縫擋板與光屏間距為0.4 m，雙縫相距0.1 mm，則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為()【答案】C2(2021屆北京模擬)如圖甲所示，利用激光器發(fā)射出的激光照射到雙縫上，在雙縫后面的光屏上能呈現(xiàn)出明、暗相間的干涉條紋若實(shí)驗(yàn)中僅改變某一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件、而其他條件均不變的情況下，得到的干涉圖樣分別如圖乙和丙所示對(duì)于這兩次實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()A由于選用的激光器不同，乙

8、圖對(duì)應(yīng)的激光的頻率較高B雙縫到光屏的距離L不同，乙圖對(duì)應(yīng)的L較大C雙縫的間距不同，乙圖對(duì)應(yīng)的間距較大D激光器到雙縫的距離不同，乙圖對(duì)應(yīng)的距離較大【答案】B3如圖所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各裝置的名稱依次是下列選項(xiàng)中的()Aa單縫、b濾光片、c雙縫、d光屏Ba濾光片、b單縫、c雙縫、d光屏Ca單縫、b雙縫、c濾光片、d光屏Da濾光片、b雙縫、c單縫、d光屏【答案】B【解析】為了獲取單色的線光源，光源后面是濾光片、單縫，然后通過雙縫在光屏上產(chǎn)生干涉圖樣，則后面是雙縫、遮光筒和光屏B正確，A、C、D錯(cuò)誤4(2021屆北京聯(lián)考)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在光屏上能觀察到清晰的干涉條紋關(guān)于該實(shí)