光源濾光片雙縫遮光筒毛玻璃目鏡單縫透鏡4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)[學(xué)習(xí)目標(biāo)要求]1.掌握用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的原理和方法。2.觀察不同單色光的雙縫干涉圖樣。3.掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法。4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)觀察雙縫干涉圖樣，加深對(duì)干涉圖樣的認(rèn)識(shí)和理解。010203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。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用光的干涉測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。復(fù)習(xí)與回顧：新課講授M1.干涉條件：n=0、1、2、3……明紋：暗紋：n=0、1、2、3……頻率相同、振動(dòng)情況相同的光2.明暗條件3.條紋間距：如何用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)？一、實(shí)驗(yàn)思路是什么？二、需要測(cè)量哪些物理量？三、要用到哪些實(shí)驗(yàn)器材？四、如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？五、如何設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析六、本實(shí)驗(yàn)有哪些注意事項(xiàng)？請(qǐng)閱讀本節(jié)實(shí)驗(yàn)課本101-102頁(yè)和實(shí)驗(yàn)手冊(cè)59-62頁(yè)部分，思考、討論與展示以下問(wèn)題：一、實(shí)驗(yàn)思路1.實(shí)驗(yàn)原理：

單色光通過(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮（暗）紋間的距離?x與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離L、單色光的波長(zhǎng)λ之間滿(mǎn)足：4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)二、物理量的測(cè)量新課講授1.l的測(cè)量：雙縫到屏的距離l可以用刻度尺測(cè)出。濾光片l二、物理量的測(cè)量新課講授2.?x的測(cè)量：相鄰兩條亮條紋間的距離?x需用測(cè)量頭測(cè)量。兩種測(cè)量頭都由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成。二、物理量的測(cè)量新課講授2.?x的測(cè)量：相鄰兩條亮條紋間的距離?x需用測(cè)量頭測(cè)量。a為n條亮條紋的間距透鏡作用：將點(diǎn)光源變成平行光光源濾光片雙縫遮光筒毛玻璃目鏡單縫透鏡

雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭組成)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺．撥桿三、實(shí)驗(yàn)器材單縫雙縫三、實(shí)驗(yàn)器材遮光筒毛玻璃屏三、實(shí)驗(yàn)器材1.把長(zhǎng)約1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端裝有雙縫另一端裝有毛玻璃屏；2.共軸：打開(kāi)光源，在

單雙縫時(shí)，調(diào)節(jié)光源各元件高度，使它發(fā)出的光沿遮光筒

照亮屏(中心在

高度);3.裝縫：裝好單縫和雙縫(縫沿

方向)①調(diào)節(jié)單、雙縫，使縫

，這時(shí)在屏上會(huì)看到

光的干涉圖樣；②單、雙縫距離適當(dāng)

cm4.放濾光片：在

放紅色濾光片，觀察單色光的干涉條紋。濾光片不放軸線同一豎直平行白5-10單縫和光源間四、實(shí)驗(yàn)步驟5、調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與左端某條(記為第1條)亮紋

對(duì)齊，記下此時(shí)測(cè)量頭刻度x1，將測(cè)量頭朝右端移動(dòng)，記下第n條亮紋中心位置x2；則第1條亮紋與第n條亮紋中心間距為a=

，則相鄰亮紋間距為：第1條第7條15205100202515第1條時(shí)讀數(shù)第7條時(shí)讀數(shù)1520510030354045螺旋測(cè)微器的讀數(shù)

四、實(shí)驗(yàn)步驟中心x2-x16、已知雙縫間的距離d，測(cè)出雙縫到屏的距離l，由，計(jì)算紅光的波長(zhǎng)。7、換用不同的濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量其他色光的波長(zhǎng)，并記錄數(shù)據(jù).紅光的條紋間距最

，紫光的最

。①

光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，

光的波長(zhǎng)最短②波長(zhǎng)越長(zhǎng)頻率越

，波長(zhǎng)越短頻率越

。③光的顏色由

決定大小紅紫小大頻率五、數(shù)據(jù)分析1.數(shù)據(jù)采集：雙縫干涉（紅光）dlx1x2aλd1=l1l1l2d2=l1l1l2a=x2-x1五、數(shù)據(jù)分析1.數(shù)據(jù)采集：雙縫干涉（藍(lán)光）dlx1x2aλd1=l1l1l2d2=l1l1l2五、數(shù)據(jù)分析新課講授2.誤差分析：(1)l的測(cè)量誤差:本實(shí)驗(yàn)中雙縫到光屏的距離較長(zhǎng),l的測(cè)量誤差不太大,但也應(yīng)選用

刻度尺測(cè)量.并用

辦法減小實(shí)驗(yàn)誤差.(2)測(cè)量條紋間距Δx帶來(lái)的誤差:①干涉條紋沒(méi)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(méi)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.濾光片毫米多次測(cè)量求出平均值的①安裝儀器的順序：

。②雙縫與單縫相互

，且

放置，間距大約

cm③光源、濾光片、單縫、雙縫的

均在遮光筒的

上④若出現(xiàn)在光屏上的光很弱（無(wú)條紋），燈絲與單縫、雙縫，測(cè)量頭與遮光筒由于

所致⑤若干涉條紋不清晰，一般與

有關(guān)六.注意事項(xiàng)濾光片光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏平行豎直5～10中心中心軸線不共軸單縫和雙縫是否平行課堂小結(jié)操作：調(diào)共軸、平行觀察：干涉圖樣測(cè)量測(cè)光波長(zhǎng)原理雙縫到屏距離：l條紋間距：雙縫寬度：d（已知）光的波長(zhǎng)例1.某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)節(jié)器材，在目鏡中可以觀測(cè)到干涉圖樣。（1）如圖1所示，實(shí)驗(yàn)所需器材在光具座上依次排列，則A、B處分別是______、______。（填“單縫”、“雙縫”）（2）在目鏡中看到的干涉圖樣是圖2中______（填“甲”或“乙”）。（3）移動(dòng)測(cè)量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第2條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上讀數(shù)x1；轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板的中心刻線向右移動(dòng)對(duì)準(zhǔn)第6條亮紋的中心，此時(shí)手輪上的讀數(shù)為x2，如圖3所示，則讀數(shù)x2=

mm；已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng)，雙縫間距為d，則單色光的波長(zhǎng)λ=

。（用題目中給出的字母表示）單縫雙縫甲1.700例2

用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上。（1）某同學(xué)通過(guò)測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，如圖乙所示。若要使兩者對(duì)齊，該同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)____________。

A．僅左右轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡B．僅旋轉(zhuǎn)單縫

C．僅旋轉(zhuǎn)雙縫D．僅旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭D實(shí)驗(yàn)中觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，可行的操作是（）A．僅轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡 B．僅轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭C．僅調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行 D．僅增大單縫與雙縫間的距離C轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡，不會(huì)改變透鏡的焦距，也不會(huì)改變光線傳播路線，故不能使條紋變得清晰測(cè)量頭是測(cè)量條紋間距的裝置，對(duì)光路沒(méi)影響，故轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭不能使條紋變得清晰要使條紋變得清晰，得調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行例2.用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上。（2）該同學(xué)正確操作后，在目鏡中看到如圖丙a所示的干涉條紋，A條紋中心線對(duì)應(yīng)的測(cè)量頭標(biāo)尺如圖丙b所示，其讀數(shù)是_________

___mm；B條紋中心線對(duì)應(yīng)的測(cè)量頭標(biāo)尺讀數(shù)為13.460mm，則相鄰兩亮條紋的間距是____________mm（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）。（3）已知上述裝置中雙縫的間距是0.30mm、雙縫和光屏之間的距離是900mm，則單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)___________m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

2.189-2.1901.610

5.37×107

【答案】D

2.189-2.190

1.610

5.37×107【詳解】（1）若要使兩者對(duì)齊，應(yīng)該旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭，分劃板豎線隨之旋轉(zhuǎn)，可使分劃板豎線與亮條紋對(duì)齊，D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。（2）測(cè)量頭標(biāo)尺讀數(shù)是固定刻度讀數(shù)（0.5mm的整數(shù)倍）加可動(dòng)刻度（0.5mm以下的小數(shù)）讀數(shù)，圖中讀數(shù)為，A條紋與B條紋間有七段間隙，故相鄰兩亮條紋的間距

，（3）由可得，改光的波長(zhǎng)為例3.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中。(1)在觀察紅光的干涉圖樣時(shí),現(xiàn)有光屏A、雙縫B、白光光源C、濾光片D、單縫E等光學(xué)元件,將白光光源C放在光具座最右端,依次放置其他光學(xué)元件,由右至左,表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為:

(選填“①”或“②”)。

①C、D、E、B、A②C、D、B、E、A①(2)為了使測(cè)得單色光的條紋間距增大,在其他條件不變情況下,可以

。(多選)

A.增大單縫與雙縫間距B.增大雙縫與毛玻璃屏間距C.更換雙縫間距更小的雙縫片D.增強(qiáng)光源亮度BC例4.如圖甲所示,在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上,并選用雙縫間距為d的雙縫。從儀器注明的規(guī)格可知,屏與雙縫間的距離為l。然后,接通電源使光源正常工作。(1)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,如圖乙所示,則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉條紋的間距Δx時(shí),最終波長(zhǎng)測(cè)量值

.(選填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值。

解析:(1)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,干涉條紋的間距的測(cè)量值偏大,所以最終波長(zhǎng)測(cè)量值大于實(shí)際值。大于例4.如圖甲所示,在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上,并選用雙縫間距為d的雙縫。從儀器注明的規(guī)格可知,屏與雙縫間的距離為l。然后,接通電源使光源正常工作。(2)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),該同學(xué)可

。

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C.使用間距更小的雙縫D.轉(zhuǎn)動(dòng)手輪B例4.如圖甲所示,在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上,并選用雙縫間距為d的雙縫。從儀器注明的規(guī)格可知,屏與雙縫間的距離為l。然后,接通電源使光源正常工作。(3)若實(shí)驗(yàn)中在屏上得到的干涉圖樣如圖丙所示,分劃板中心刻線在圖中A、B位置時(shí),游標(biāo)尺的讀數(shù)分別為x1、x2,則入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為λ=

。

例4.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置來(lái)測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。接通電源,規(guī)范操作后,在目鏡中觀察到清晰的干涉條紋。(4)只將單色紅光源換成單色藍(lán)光源,從目鏡中觀察到的條紋數(shù)量會(huì)

.(選填“增加”“減少”或“不變”)。

增加解析:(4)紅光換成藍(lán)光后,波長(zhǎng)變小,則條紋間距變小,條紋數(shù)量增加。1．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長(zhǎng)，正確的有（）A．實(shí)驗(yàn)裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫B．將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變窄C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．測(cè)量過(guò)程中誤將5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，波長(zhǎng)測(cè)量值偏大A課堂練習(xí)B課堂練習(xí)2．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖），下列正確的是（

）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測(cè)量某條干涉亮條紋位置時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對(duì)齊C．為了