【名師課件】4.4 課件：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)-2025版高一物理必修二

物理實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)選擇性必修第一冊(cè)情境導(dǎo)入如圖所示，牛頓用三棱鏡把太陽(yáng)光分成連續(xù)分布的七種色光，因此我們知道了單色光有七種不同的顏色，那么你知道它們的波長(zhǎng)是怎樣測(cè)出來(lái)的嗎？實(shí)驗(yàn)思路知識(shí)海洋如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片（裝在單縫前）成為單色光，把單縫照亮。單縫相當(dāng)于一個(gè)線光源，它又把雙縫照亮。來(lái)自雙縫的光在雙縫右邊的空間發(fā)生干涉。遮光筒的一端裝有毛玻璃屏，我們可以在這個(gè)屏上觀察到干涉條紋，并由公式計(jì)算出光的波長(zhǎng)。透鏡的作用是使射向單縫的光更集中。物理量的測(cè)量知識(shí)海洋根據(jù)可知，本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量是雙縫到屏的距離l和相鄰兩條亮條紋間的距離

（雙縫間的距離d

已知）。具體操作如下。

l的測(cè)量：雙縫到屏的距離l可以用刻度尺測(cè)出。的測(cè)量：相鄰兩條亮條紋間的距離需用測(cè)量頭測(cè)出。測(cè)量頭通常有兩種（如圖所示），但都由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成。物理量的測(cè)量知識(shí)海洋轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)左右移動(dòng)。測(cè)量時(shí)，應(yīng)使分劃板的中心刻線與條紋的中心對(duì)齊（如圖所示），記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)。然后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與另一條紋的中心對(duì)齊，再次記下手輪上的讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差表示這兩個(gè)條紋間的距離。分劃板中心刻線物理量的測(cè)量知識(shí)海洋為了減小測(cè)量誤差，可測(cè)多個(gè)亮條紋間的距離，再求出相鄰兩個(gè)條紋間的距離。例如，可測(cè)出

n個(gè)亮條紋間的距離a，再求出相鄰兩個(gè)亮條紋間的距離。第1條亮紋的示數(shù)第n條亮紋的示數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)知識(shí)海洋如圖，實(shí)驗(yàn)前先取下雙縫，打開(kāi)光源，調(diào)節(jié)光源的高度和角度，使它發(fā)出的光束沿著遮光筒的軸線把屏照亮。然后放好單縫和雙縫。注意使單縫與雙縫相互平行，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)知識(shí)海洋做好以上調(diào)整后，在單縫與光源之間放上濾光片就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣（如圖所示）。藍(lán)光雙縫間距0.36mm紅光雙縫間距0.36mm紅光雙縫間距0.18mm進(jìn)行實(shí)驗(yàn)知識(shí)海洋測(cè)量雙縫到屏的距離l和相鄰兩條亮條紋間的距離。分別改變?yōu)V光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應(yīng)的波長(zhǎng)。數(shù)據(jù)分析知識(shí)海洋設(shè)計(jì)表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。d是已知的，l和n條亮條紋間的距離a

是直接測(cè)量值。由可以求出相鄰兩個(gè)亮條紋間的距離。最后，根據(jù)算出波長(zhǎng)。例.

(1)如圖所示，在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取______________________或___________________的方法。應(yīng)用探究濾光片單縫雙縫增大雙縫到光屏間的距離減小雙縫之間的距離解析：由實(shí)驗(yàn)原理可知②③④分別是濾光片、單縫、雙縫。由

可知，要增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取的辦法有：①增大雙縫到光屏間的距離(或選用較長(zhǎng)的遮光筒)；②減小雙縫之間的距離。例.

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋，讀出手輪的讀數(shù)如圖甲所示。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮紋，讀出手輪的讀數(shù)如圖乙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是________mm。應(yīng)用探究1.610解析：甲圖讀數(shù)是0.045mm，乙圖讀數(shù)是14.535mm，它們的差值是14.490mm，中間跨越了10－1＝9條亮條紋間距，所以相鄰兩亮條紋間距是例.

(3)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm、雙縫和光屏之間的距離是900mm，則待測(cè)光的波長(zhǎng)是___________m