第四章 光 课时4　实验：用双缝干涉测量光的波长（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第一册

课时4　实验：用双缝干涉测量光的波长 核心 目标 1. 会根据干涉条纹和光的波长之间的关系确定测量光的波长的思路． 2. 能设计方案，正确操作，得到明显的干涉条纹，知道测量头的操作和读数，能得到波长的测量值． 要点梳理 要点1　实验思路 如图所示，利用双缝干涉仪在遮光筒右端毛玻璃屏产生的干涉条纹，测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx、双缝屏到毛玻璃屏距离l，结合已知的双缝间距d，根据λ＝__Δx__可计算出光的波长． 要点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、光屏及测量头，其中测量头又包括分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺． 要点3　实验步骤 1. 按图所示安装仪器． 2. 将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的__中心轴线__上． 3. 使光源发光，在光源和单缝之间加红(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节__目镜__，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹). 4. 加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮__读数__和移过分划板中心刻度线的条纹数n. 5. 将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a，利用公式Δx＝____，算出条纹间距，然后利用公式λ＝Δx，求出此单色光的波长λ(d仪器中已给出，l可用刻度尺测出). 6. 用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的). 7. 重复测量、计算，求出波长的平均值． 8. 换用另一滤光片，重复实验． 即学即用 1. 如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，只进行一步操作，下列可以采取的方法是(　D　) A. 换用紫色的滤光片 B. 换用双缝间距更大的双缝片 C. 使光源离双缝距离近一些 D. 使光屏离双缝距离远一些 解析：紫光的波长小于黄光，根据Δx＝λ可知，换用紫色的滤光片，干涉条纹的间距变窄，A错误；根据Δx＝λ可知，换用双缝间距d更大的双缝片，干涉条纹的间距变窄，B错误；使光源离双缝距离近一些，对条纹间距无影响，C错误；根据Δx＝λ可知，使光屏离双缝距离l远一些，则干涉条纹的间距变宽，D正确． 考向1　实验原理与操作 1. 测量原理 如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对齐，如图乙所示，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n条亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝____． 2. 注意事项 (1) 双缝干涉仪应要轻拿轻放． (2) 安装时，应使光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上，并使单缝、双缝__平行__且竖直． (3) 光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近． (4) 实验中会出现屏上的光很弱的情况，由于灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒__不共轴__所致；干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系． 　(2024·安徽合肥一中)某同学利用图1所示装置测量黄光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到黄光干涉条纹．回答下列问题： 图1 图2 图3 (1) 关于本实验，下列说法中正确的是(　B　) A. 若取下滤光片，观察不到干涉条纹 B. 如发现条纹不清晰，有可能是单缝与双缝不平行 C. 也可将亮条纹的宽度当作相邻亮条纹的中心间距 D. 单缝是为了会聚光，所以单缝也可换成凸透镜 解析：若取下滤光片，可观察到白光的干涉条纹，即中央为白色亮条纹， ... ...