粤教版高中物理选择性必修第一册第四章光及其应用第五节用双缝干涉实验测定光的波长课件（54页PPT）+学案（有解析）

第五节　用双缝干涉实验测定光的波长 学 习 目 标 思 维 导 图 1.能制订用双缝干涉测光的波长的实验方案，确定需要测量的物理量． 2.学会正确使用实验器材获取数据，对数据进行分析后得出结论． 3.会分析误差，用物理语言准确描述实验结论． 知识点一　实验原理、操作和仪器使用 【知识梳理】 1．实验原理 (1)实验思路 由公式Δx＝λ可知，波长λ＝(d已知)，只要测出双缝到屏的距离L，相邻明纹(或暗纹)之间的距离Δx，即可计算出入射光波长的大小． (2)测量原理 ①L的测量：双缝到屏的距离L可以用刻度尺测出． ②Δx的测定 如图甲所示，测量头紧贴屏安装，由分划板、目镜、手轮等构成．转动手轮，分划板会左右移动．测量时，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，(如图乙所示)，记下此时手轮上的示数．转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一相邻的明条纹中心时，记下手轮上的示数．两次示数之差就是相邻两条明条纹间的距离Δx.为减小误差，应用同样的方法测出n条明条纹间的距离a，再求出相邻两条明条纹间的距离Δx＝. 状元随笔　测量头按其原理及读数方法可分为两种：一种是游标卡尺式的；另一种是螺旋测微器式的． 2．实验器材：双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏及测量头)、学生电源、导线、刻度尺． 3．实验步骤 (1)观察双缝干涉图样 ①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示． ②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光． ③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏． ④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距约为5～10 cm，这时可观察到白光的干涉条纹． ⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． (2)测定单色光的波长 ①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹． ②使分划板中心刻线对齐某条明条纹的中心，如图所示，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移至另一明条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2.由这两个读数得出n个明条纹间的距离为a＝|a2－a1|，则相邻两明条纹间距Δx＝. ③用刻度尺测量双缝到光屏的距离L(d是已知的)． ④重复测量、计算，求出波长的平均值． ⑤换用不同的滤光片，重复实验． 【重难突破】 例1 在“用双缝干涉测定光的波长”实验中(实验装置如图所示)： (1)下列说法错误的是_____．(填选项前的字母) A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B．测量某条干涉明纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该明纹的中心对齐 C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条明纹间的距离a，求出相邻两条明纹间距Δx＝ (2)测量某明纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_____mm. 【变式训练1】　如图1所示，某同学对以下实验装置进行调节并观察实验现象． (1)图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_____．(选填“甲”或“乙”) (2)在实验中，仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变_____．(选填“宽”或“窄”) (3)若实验前已获知的数据有双缝的间距为d，双缝到屏的距离为L.经测量，相邻两条明条纹间的距离为Δx.请写出计算该光波长大小的表达式λ＝_____． 知识点二　实验数据处理 【知识梳理】 1．数据处理 (1)条纹间距的计算：Δx＝. (2)波长计算：λ＝. (3)计算多组数据，求λ的平均值． 2．误差分析 (1)双缝到屏的距离L的测量误差 因本实验中双缝到屏的距离非常长，L的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差． (2)测条纹间距Δx带来的误差 ①干涉条纹没有调到最清晰的程度． ②分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心． ③测量多条明条纹间 ... ...