《實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長》學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1．了解“雙縫干涉測量光的波長”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，加深對干涉圖樣的認(rèn)識和理解1．通過動手做實(shí)驗(yàn)和思考，增強(qiáng)對光的本質(zhì)的認(rèn)識2．通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會用光的干涉測定單色光的波長知識導(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Δx與入射光波長λ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．對屏上與P0距離為x的一點(diǎn)P，兩縫與P的距離PS1＝r1，PS2＝r2．在線段PS2上作PM＝PS1，則S2M＝r2－r1，因d?l，三角形S1S2M可看作直角三角形．有r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ)．則x＝ltanθ≈lsinθ，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、光屏及測量頭．其中測量頭又包括：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齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動使分劃板移動，直到分劃板的中心刻線對齊另一條紋中心，記下此時(shí)手輪讀數(shù)和移過分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n.五、誤差分析本實(shí)驗(yàn)為測量性實(shí)驗(yàn)，因此應(yīng)盡一切辦法減少有關(guān)測量的誤差．1．雙縫到屏的距離l的測量誤差．因本實(shí)驗(yàn)中雙縫到屏的距離非常長，l的測量誤差不太大，但也應(yīng)選用毫米刻度尺測量，并用多次測量求平均值的辦法減小相對誤差．2．測條紋間距Δx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“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)：(2)測量某亮紋位置時(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1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970mm.變式1如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”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利用雙縫干涉測定單色光波長，某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度對齊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，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，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，所測單色光的波長為_______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】11.4

16.8

6.75×10－7

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，用以測量紅光的波長．(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：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②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；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離．在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意單縫、雙縫應(yīng)______且______________．(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊，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)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)為________mm，求得相鄰亮紋