1、實驗十五用雙縫干涉測光的波長實驗十五用雙縫干涉測光的波長 課前自主學習課前自主學習課堂講練互動課堂講練互動課時作業課時作業隨堂鞏固訓練隨堂鞏固訓練梳理知識梳理知識 突破難點突破難點 課前自主學習課前自主學習 實驗器材實驗器材 雙縫干涉儀，即：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、雙縫干涉儀，即：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭，另外還有學生電源、導線、刻度遮光筒、毛玻璃屏、測量頭，另外還有學生電源、導線、刻度尺尺實驗步驟實驗步驟 1觀察雙縫干涉圖樣觀察雙縫干涉圖樣(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如圖將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如圖2所示所示(

2、2)接好光源，打開開關，使燈絲正常發光接好光源，打開開關，使燈絲正常發光(3)調節各器件的高度，使光源燈絲發出的光能沿軸線到調節各器件的高度，使光源燈絲發出的光能沿軸線到達光屏達光屏(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約雙縫與單縫的縫平行，二者間距約510 cm，這時，可觀察白，這時，可觀察白光的干涉條紋光的干涉條紋(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋紋誤差分析誤差分析 1使用測量頭測量使用測量頭測量a1、a2易出現誤差這樣造成了條紋易出現誤差這

3、樣造成了條紋間距間距x的誤差的誤差2用刻度尺測量用刻度尺測量l時，也容易出現誤差時，也容易出現誤差注意事項注意事項 1實驗時應調整光源、單縫、雙縫和光屏、測量頭共軸，實驗時應調整光源、單縫、雙縫和光屏、測量頭共軸，單縫和雙縫安裝時應豎直且相互平行，遮光筒的軸線要與光具單縫和雙縫安裝時應豎直且相互平行，遮光筒的軸線要與光具座導軌平行若不共軸或單縫與雙縫不平行則會引起干涉條紋座導軌平行若不共軸或單縫與雙縫不平行則會引起干涉條紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測量亮度小，不清晰，不便于觀察和測量2分劃板上的刻線應與干涉條紋的亮分劃板上的刻線應與干涉條紋的亮(暗暗)線平行，否則線平行，否則會增大測量結果的

4、誤差會增大測量結果的誤差3雙縫、測量頭安裝到遮光筒上時要裝到底，使各部件雙縫、測量頭安裝到遮光筒上時要裝到底，使各部件的定位面緊密吻合，否則影響測量結果的定位面緊密吻合，否則影響測量結果師生互動師生互動 規律總結規律總結 課堂講練互動課堂講練互動(1)將白光光源將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、_、A.(2)本實驗的步驟有：本實驗的步驟有：取下遮光筒左側的元件，調節光源高度，使光束能直取下遮光筒左側的元件，調節光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照

5、亮；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元件，并使各元件按合理順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭用測量頭(其讀數方法同螺旋測微器其讀數方法同螺旋測微器)測量數條亮紋間的測量數條亮紋間的距離距離在操作步驟時還應注意在操作步驟時還應注意_和和_(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖條亮紋，此時手輪上的示數如圖4甲所示，然后同甲所示，然后同方向轉動測量頭，使

6、分劃板中心刻線與第方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，條亮紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數記下此時圖乙中手輪上的示數_mm.求得相鄰亮紋的間求得相鄰亮紋的間距距x為為_mm.(4)已知雙縫間距已知雙縫間距d為為2.0104 m，測得雙縫到屏的距離，測得雙縫到屏的距離l為為0.700 m，由計算式，由計算式_，求得所測紅光波長為，求得所測紅光波長為_nm.解析解析(1)濾光片濾光片E是從白光中選出單色紅光，單縫屏是是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲取線光源，雙縫屏是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃獲取線光源，雙縫屏是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列順序為：屏所以排列

7、順序為：C、E、D、B、A.(2)在操作步驟時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時，在操作步驟時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為510 cm；要保證光；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上題后反思題后反思 雙縫干涉是光具有波動性的有力的實驗證據通過對干雙縫干涉是光具有波動性的有力的實驗證據通過對干涉圖樣的觀察、測量與有關計算分析，讓學生建立牢固的波的涉圖樣的觀察、測量與有關計算分析，讓學生建立牢固的波的形象的概念形象的概念變式變式11(2009北京高考北京高考)

8、在在用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上(如圖如圖5)，并，并選用縫間距選用縫間距d0.20 mm的雙縫屏從儀器注明的規格可知，像的雙縫屏從儀器注明的規格可知，像屏與雙縫屏間的距離屏與雙縫屏間的距離L700 mm.然后，接通電源使光源正常工然后，接通電源使光源正常工作作已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分分度某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼度某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖簾的干涉條紋如圖6(a)所示，

9、圖所示，圖6(a)中的數字是該同學給各暗中的數字是該同學給各暗紋的編號，此時圖紋的編號，此時圖6(b)中游標尺上的讀數中游標尺上的讀數x11.16 mm；接著再；接著再轉動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖轉動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖7(a)所示，此時圖所示，此時圖7(b)中中游標尺上的讀數游標尺上的讀數x2_mm；利用上述測量結果，經計算可得兩個相鄰明紋利用上述測量結果，經計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋或暗紋)間的距離間的距離x_mm；這種色光的波長；這種色光的波長_nm.感悟真題感悟真題 檢驗技能檢驗技能 隨堂鞏固訓練隨堂鞏固訓練1先后用兩種不同的單色光，在相同的條件下用同一雙先后用兩種不同的

10、單色光，在相同的條件下用同一雙縫干涉裝置做實驗，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不同，其中縫干涉裝置做實驗，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不同，其中間距較大的那種單色光比另一種單色光間距較大的那種單色光比另一種單色光()A在真空中的波長較短在真空中的波長較短B在玻璃中傳播速度較大在玻璃中傳播速度較大C在玻璃中傳播時，玻璃的折射率較大在玻璃中傳播時，玻璃的折射率較大D其光子的能量較小其光子的能量較小答案：答案：BD2某同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現象，某同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現象，獲得成功，若他在此基礎上對儀器的安裝做如下改動，仍能使獲得成功，若他在此基礎上對儀器的安裝做如下

11、改動，仍能使實驗成功的是實驗成功的是()A將遮光筒內的光屏，向靠近雙縫的方向移動少許，其將遮光筒內的光屏，向靠近雙縫的方向移動少許，其他不動他不動B將濾光片移至單縫和雙縫之間，其他不動將濾光片移至單縫和雙縫之間，其他不動C將單縫向雙縫移動少許，其他不動將單縫向雙縫移動少許，其他不動D將單縫與雙縫的位置互換，其他不動將單縫與雙縫的位置互換，其他不動3如圖如圖8所示，在所示，在“用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長”實驗中，實驗中，光具座上放置的光學元件如下圖所示，則光具座上放置的光學元件如下圖所示，則(1)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之

12、間的距離離()A將紅色濾光片改為綠色濾光片將紅色濾光片改為綠色濾光片B增大雙縫之間的距離增大雙縫之間的距離C減小和之間的距離減小和之間的距離D增大和之間的距離增大和之間的距離4在利用雙縫干涉測定光波波長時，首先調節光源、濾在利用雙縫干涉測定光波波長時，首先調節光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使單光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使單縫和雙縫豎直并且互相平行，當屏上出現了干涉圖樣后，用測縫和雙縫豎直并且互相平行，當屏上出現了干涉圖樣后，用測量頭上的游標卡尺去測量，轉動手輪，移動分劃板使分劃板中量頭上的游標卡尺去測量，轉動手輪，移動分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對齊時心刻線與某條明紋中心對齊時(如圖如圖10A所示所示)將此明紋記為將此明紋記為1，然后再轉動手輪，分劃板中心刻線向右移動，依次經過然后再轉動手輪，分劃板中心刻線向右移動，依次經過2、3明紋，最終與明紋明紋，最終與明紋6中心對齊，分劃板中心刻線與明紋中心對齊，分劃板中心刻線與明紋1和明紋和明紋6對齊時游標卡尺示數分別如圖中對齊時游標卡尺示數分別如圖中B、C所示所示(游標卡尺為游標卡尺為10分度分度