高二物理人教版选修3-4学案 第十三章 4　实验：用双缝干涉测量光的波长 Word版含解析

在实验中双缝前面的单缝的作用是怎样的？如果我们用单色性很好的激光直接照射双缝，能否在屏上看到干涉条纹？ 提示：单缝的作用是获得线光源，如果用单色性很好的激光，则不需要单缝，直接照射双缝即可观察到干涉条纹． 实验中为什么不直接测相邻条纹间距Δx，而要测几个条纹间距来求平均值？ 提示：由于光的波长很小，实验中条纹宽度很小，直接测出一条条纹的宽度不准确或较难实现，只能先测出n个条纹间距，再求相邻亮条纹间的距离，这样既便于测量，又可以减小误差． 【例1】　(多选)用白光做“双缝干涉”实验时，得到彩色的干涉条纹，下列说法正确的是(　　) A．干涉图样的中央亮纹是白色的 B．在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹 C．在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹 D．在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关 【导思】　1.用单色光做双缝干涉实验，干涉条纹有什么特点？条纹间距与哪些因素有关？ 2．如果用白光做双缝干涉实验，干涉条纹有什么特点？中央亮纹两侧最先出现的是什么颜色条纹？ 【解析】　白光是由各种不同色光组成的复色光，光屏中央到两狭缝距离相等，各色光经双缝到达光屏中央的路程差为零，在光屏中央均出现亮纹，各色光复合成白光，所以中央亮纹为白色．由Δx＝λ可知：不同色光的干涉条纹间距Δx随波长λ的增大而增大，紫光的波长最短，所以靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹．故正确答案为A、C. 【答案】　AC 分析双缝干涉图样必须明确影响条纹间距的因素有哪些.根据Δx＝λ分析条纹间距的变化. 在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是(　ACD　) A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．减小双缝间距 D．将屏幕向远离双缝的位置移动 E．将光源向远离双缝的位置移动 解析：由Δx＝λ可知，改用波长更长的激光照射在双缝上，相邻亮条纹的间距Δx增大，A项正确，B项错误；减小双缝间距d，相邻亮条纹的间距Δx增大，C项正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，增大了屏幕与双缝的距离L，相邻亮条纹的间距Δx增大，D项正确；相邻亮条纹的间距与光源到双缝的距离无关，E项错误． 考点二　用双缝干涉测量光的波长 1．实验目的 (1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件； (2)观察白光及单色光的双缝干涉图样； (3)测单色光的波长． 2．实验器材 光具座、单缝片、双缝片、滤光片(红、绿色滤光片各一片)、遮光筒、光源、测量头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)、米尺． 3．实验装置 如下图所示： 4．实验步骤 (1)按照上图所示的装置安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏． (2)放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样． (3)在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样． (4)用米尺测出双缝到屏的距离l，用测量头测出相邻的n条亮(暗)纹间的距离a；并利用公式Δx＝计算出Δx. (5)利用表达式λ＝，求单色光的波长． (6)换用不同颜色的滤光片重复(3)(4)(5)步骤，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长． 5．注意事项 (1)单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝的距离应相等； (2)测双缝到屏的距离l可以用米尺多次测量取平均值； (3)测条纹间距Δx时，用测量头测出相邻n条亮(暗)纹之间的距离a，再求出相邻的两条亮(暗)纹之间的距离Δx＝. 6．误差分析 (1)误差来源 本实验误差的主要来源： ①米尺和测量头出现的读数误差对实验结果的影响很大； ②单缝、双缝没有严格相互平行，其中心没有位于遮光筒的轴线上； ③单缝到双缝的距离没有严格相等． (2)减小误差的 ... ...