高中物理选修3-4教学设计6：13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长教案
高中物理第十三章光13.4实验：双缝干涉测光的波长教案新人教版选修3_4
用双缝干涉实验测光的波长㈠设计思想本堂课主要利用光的干涉现象测量光的波长。
通过本实验，我们可以更进一步地了解光波产生稳定的干涉现象的条件，观察白光及单色光的干涉图样，并测定单色光的波长。
学生在实验中，通过了解每个实验元件的作用，学会科学设计实验仪器和实验方案的思维方法；同时培养学生的实践能力、自学能力，培养学生的科学态度，让学生体验探究科学的艰辛与喜悦。
㈡教学目标1．知识目标：⑴知道波长是光的重要参数⑵通过实验，学会运用光的干涉测定光的波长⑶更进一步理解光产生干涉的条件及探究干涉条纹的间距与哪些因素有关⑷认识物理实验和数学工具在物理学发展过程中的作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，培养学生独立完成实验的能力。
2．能力目标：学会为达到实验目的而设计各种实验元件，培养学生的创造性思维和实践能力；学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。
3．情感目标：通过本节课，培养学生的科学研究态度，体验探索科学的艰辛与喜悦。
㈢重点与难点经历科学探究过程，自己设计实验、完成实验并测定光的波长。
㈣教学过程1．实验装置的介绍——双缝干涉仪。
它由各部分光学元件在光具座上组成。
如图—1所示。
图—1 双缝干涉仪2．观察双缝干涉图样——探究干涉条纹的间距与哪些因素有关光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后，相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，干涉条纹可从屏上观察到。
把直径约10cm 、长约1m 的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏，在筒的观察端装上测量头。
取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝。
单缝和双缝间的距离约为5cm~10cm ，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。
这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样（如图—2）。
在单缝和光源间放上滤光片就可见到单色光的双缝干涉图样（如图—3）。
2019-2020年高中物理 13.4 用双缝干涉测量光的波长教案 新人教版选修3-4
2019-2020年高中物理 13.4 用双缝干涉测量光的波长教案新人教版选修3-4一、教材分析本节是利用光干涉的理论知识进行实验与应用，在实际生活应用中有重要意义，在考试中的地位也举足轻重。
二、教学目标（1）认识光的干涉现象及产生干涉的条件；（2）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征；（3）用波动说说明明暗相间的干涉条纹，时间上是稳定的，空间上存在的。
三、教学重点难点[重点难点：本节的重点是利用两相邻亮条纹中心间距的表达式测单色光的波长四、学情分析（根据个人情况写）五、教学方法实验观察、理论分析、学案导学六、课前准备双缝干涉仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
1、实验目的：（1）观测白光及单色光的双缝干涉图样（2）测定单色光的波长2、实验原理：（1）光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到干涉条纹；如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹。
（2）若双缝到屏的距离用l表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮条纹间d的距离用Δx表示，则入射光的波长为。
实验中d是已知的，测出l、Δx即可测出光的波长3、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、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺4、实验装置：如教材上图所示，将直径约为10cm、长约为1m的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使他发出的一束光恰好沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距5cm-10cm，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可以观察到单色干涉条纹。
13.4用双缝干涉测量光的波长-人教版高中选修3-4教案
用双缝干涉测量光的波长【学习目标】1．明确《用双缝干涉测量光的波长》实验原理．2．知道实验操作步骤．3．会进行数据处理和误差分析．知识回顾：1.光的本质是什么？答：电磁波2.光是一种波吗？什么现象可以证明光是一种波？答：光的干涉3.干涉的条件？答：光的频率相同，振动方向相同知识点一、用双缝干涉测量光的波长解题依据实验目的：（1）观察白光及单色光的双缝干涉图样；（2）测定单色光的波长．实验原理：（1）光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹．如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．（2）若双缝到屏的距离用z表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间的距离用x∆表示，则入射光的波长为d xlλ∆=．实验中d是已知的，测出l、x∆即可测出光的波长λ．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、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．实验装置：如图所示，将直径约10 cm 、长约l m 的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距5 cm 10 cm ～，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单色干涉条纹．实验步骤：（1）调节双缝干涉仪，观察光的双缝干涉现象；（2）用单色光入射得到干涉条纹，测出n 条亮纹的距离a ，得相邻条纹的距离(1)x a n ∆=／－；（3）利用已知的双缝间距d ，用刻度尺测出双缝到屏的距离l ，根据公式/d x l λ=∆计算出波长；（4）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长． 要点诠释：①某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过． ②条纹间距用测量头测出．③单缝与双缝闻的距离在5 cm 10 cm ～．注意事项（1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上；（3）调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离；（4）不要直接测x ∆，要测几个条纹的间距计算得x ∆，这样可减小误差；（5）白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．测量条纹间隔的方法：两处相邻明（暗）条纹间的距离x ∆，用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数1a ，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条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数2a ，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即12||x a a ∆=-．要点诠释：Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n 条明条纹间的距离a ，再推算相邻两条明（暗）条纹间的距离．(1)x a n ∆=／－．洛埃镜干涉实验：1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃镜实验的基本装置如图13-3-16所示，S 为单色光源。
人教版高二物理选修3-4 实验 用双缝干涉测光的波长教学案
(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可用米尺测多次，取平均值．
(3)测条纹间距△x时、用测量头测出n条亮(暗)间的距离a，求出相邻的两条明(暗)纹间的距离△x=a/(n-1)
【误差分析】
测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距△x测不准，或双缝到屏的距离测不准都会引起误差，其误差属于偶然误差，可采用测量多次取平均法来进一步减小．A．△x1来自△x2B．△x1>△x2
C．若双缝间距离d减小，而其它条件保持不变，则△x1增大
D．若双缝间距离d减小，而其它条件保持不变，则△x1不变
3、如图3所示双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹；乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a’为中央亮条纹，则以下说法中正确的是( )．
【例题分析】
1、在杨氏双缝干涉实验中，用一束白光照射小孔，在其后的双孔处，用红玻璃挡住一个孔，另用绿玻璃挡住另一个孔，则在光屏上能看到的现象是( )．
A．红色干涉条纹B．绿色干涉条纹
C．红绿相间的条纹D．没有干涉条纹
2、分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的明条纹间的距离分别为△x1和△x2，则( )．
人教版高二物理选修3-4实验用双缝干涉测光的波长
【教学目标】1、了解实验目的及实验原理
2、测定单色光的波长．
【教学重点】测定单色光的波长
【教学难点】同上
主备教案
自备教案
【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)测定单色光的波长．
【实验原理】
高中物理第十三章4实验：用双缝干涉测量光的波长教材梳理教案新人教版选修3-4
实验：用双缝干涉测量光的波长疱丁巧解牛知识·巧学一、实验原理如图13-3-1所示,与两缝之间的距离d 相比,每个狭缝都很窄，宽度可以忽略。
两缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0，双缝到屏的距离OP 0=l.图13—3—1我们考察屏上与P 0的距离为x 的一点P 1,两缝与P 1的距离分别为P 1S 1=r 1、P 1S 2=r 2。
在线段P 1S 2上作P 1M=P 1S 1，于是S 2M=r 2-r 1 ，由于两缝之间的距离远远小于缝到屏的距离，所以可近似认为三角形S 1S 2M 是直角三角形，根据三角函数的关系，有r 2-r 1=dsin θ另一方面x=ltan θ≈lsinθ因此有r 2—r 1=d l x根据上一节的分析，当两列波的路程差为波长的整数倍，即dl x =±kλ，(k=0，1，2,…）时才会出现亮条纹，也就是说，亮条纹中心的位置为x=±kd l λ 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=dl λ 据双缝干涉中条纹间距Δx=d l λ得波长λ=ld Δx，已知双缝间距d ，再测出双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长。
二、实验器材光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及光具座.三、实验步骤1。
按照图13—3-2所示的装置安装好仪器，调整光源位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。
图13—3—22.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两条亮(或暗）纹间的距离Δx. 深化升华 某种颜色的滤光片只能让此种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过.学法一得 条纹间距测量方法.如图13—3—3测量头由分划板、目镜、手轮等构成.转动手轮,分划板会左右移动，测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,记下此时手轮上的读数，然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数.两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。
选修3-4《实验：用双缝干涉测光的波长》教学案
实验 用双缝干涉测光的波长一、 考情分析二、考点知识梳理实验目的：1. 明确实验器材的构成及其作用.2.观察白光及单色光的双缝干涉图样.3.测定单色光的波长.实验原理：1、光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，干涉条纹可从屏上观察到.图样中相邻两条亮(暗)纹间的距离△x 与双缝间的距离d 、双缝到屏的距离L 、单色光的波长λ之间满足 .通过测量d 、L 、Δx就可计算出光的波长.2、双缝间的距离d 是已知的，双缝到屏的距离L 可以用________测出，相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx 用_________（如图实14-1）测出.测量头由______、_______、_______等构成.转动手轮，分划板会左右移动.测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的_______（如图实图14-114-2），记下此时手轮上的读数.转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数.两次读数________就表示这两条条纹间的距离.实验器材：双缝干涉仪、米尺、测量头.三、考点知识解读剖析：（一）、实验步骤：①、观察双缝干涉图样：1．如图实14-3所示，把直径约10cm 、长约1m 的遮光简水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏.2．取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.3．放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为5 cm ～10 cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这图14-3 图14-2时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样.4. 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样.5．分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化. ②测定单色光的波长：6．已知双缝间的距离d ，用米尺测出双缝到屏的距离L ，用测量头测出相邻两条亮(暗)纹间的距离x ∆，由d x l λ=∆，算单色光的波长.为了减小误差，可测出n 条亮纹(暗)纹间的距离a ，则可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离()1x a n ∆=-. 例如，转动测量头上的手轮，把分划板上的刻线对准视场左边的某一亮条纹（记下读数1x ），把分划板向右移动，使之对齐第7条亮条纹（记下读数2x ），则216x x x -∆= .7．换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长.（二）、注意事项： 图14-41．单缝双缝应相互平行，其中心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，可用米尺测多次取平均值. 3．测条纹间距x∆时，用测量头测出n条亮（暗）纹间的距离a，求出相邻的两条明（暗）纹间的距离)1∆=- .x a n4.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒，测量头等元件。
高中物理 第十三章 光 4 实验：用双缝干涉测量光的波长学案 新人教版选修34
5 光的衍射课堂探究一、实验原理光波波长很小，Δx 、l 的测量对波长λ的影响很大。
l 用毫米刻度尺测量，Δx 用测量头上的游标尺测量，可测多条亮条纹间距离再求Δx ，采用多次测量求λ的平均值法，可减小误差。
实验原理分析：如图所示，电灯发出的光，经过滤光片后变成单色光，把单缝S 照亮，这时单缝S 相当于一单色光源，它又把双缝S 1和S 2照亮，S 1、S 2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，透过S 1、S 2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，S 1、S 2到屏上P 点的路程分别是r 1、r 2，两列光波传到P 的路程差Δr=|r 1－r 2|，设光波波长为λ。
(1)若Δr=n λ(n=0,1,2，…)，两列波传到P 点时同相，互相加强，出现亮条纹。
(2)若Δr=(2n+1)2(n=0,1,2，…)，两列波传到P 点时反相，互相减弱，出现暗条纹。
这样就在屏上得到了平行于双缝S 1、S 2的明暗相间的干涉条纹。
相邻两条亮条纹间的距离Δx 与入射光的波长λ，双缝S 1、S 2间距离d 及双缝到屏的距离l 有关，其关系式为Δx =l dλ，因此，只要测出Δx 、d 、l ，即可测出波长λ。
两条相邻的亮(暗)条纹间的距离Δx 用测量头测出。
测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示。
转动手轮，分划板会左、右移动，测量时，应使分划板中心刻线对齐亮条纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数a 1，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条相邻的亮条纹的中心时，记下手轮上的刻度数a 2，两次读数之差就是相邻两条亮条纹间的距离，即Δx ＝|a 1－a 2|。
Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n 条亮条纹间的距离a ，再推算相邻两条亮(暗)条纹间的距离，Δx ＝a n －1。
计算相邻亮条纹的距离时要用n 条亮条纹的距离a 除以n －1条亮条纹间距，而且为了减小误差，实验中Δx 、l 都应测量多组数据，最后求λ的平均值。
人教版选修3-4 13.4 实验用双缝干涉测量 教案 Word版含答案
高中人教版物理课时13.4实验:用双缝干涉测量光的波长1.了解“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理,知道影响干涉条纹宽度的因素。
2.经历用双缝干涉测量光的波长的实验过程,加深对双缝干涉图样的认识和理解,养成合作意识。
重点难点:利用双缝干涉测量光的波长实验,对相邻亮条纹中心间距公式的推导及应用。
教学建议:本节主要讲相邻亮(暗)条纹中心间距的表达式,并依据该式测定单色光的波长。
要注意相邻亮条纹中心间距公式的推导,相邻亮条纹距离实际上是其中心的距离。
尤其是要处理好两个方面的问题:一是推导过程中的两次近似处理,二是推导过程中出现的正负号的含义和k值的意义。
对于用双缝干涉测量光的波长的实验,要使学生先理解实验原理,通过思考与讨论,提出猜想,引导学生积极思考并最大限度地自主完成实验。
导入新课:你见过的最精密的尺子是什么?可能是千分尺。
千分尺的精度可以达到10-5 m,但光的波长比这个还要小得多,光的波长是怎样测量的呢?1.实验原理如图所示,设双缝S1、S2之间的距离为d,双缝到光屏的距离为l,入射光的波长为λ,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx,则在双缝干涉中相邻两个亮条纹或暗条纹中心间距的公式是①Δx=λ。
2.观察双缝干涉图样(1)双缝干涉的实验装置示意图如图所示(请写出各部分的名称)。
a.②光源、b.③滤光片、c.④单缝、d.⑤双缝。
(2)观察双缝干涉图样时,单缝和双缝要相互⑥平行,尽量使缝的中心位于遮光筒的⑦轴线上。
3.测定单色光的波长实验中用于测量干涉条纹间距的仪器叫测量头,其外形如图所示。
(1)测量头由⑧分划板、⑨目镜和手轮三部分构成。
(2)转动手轮,⑩分划板会左右移动,测量时从手轮上读取测量数据,手轮的使用与螺旋测微器类似。
1.当角θ很小时,用弧度表示的θ与其正切值、正弦值是什么关系?解答: 三者近似相等。
2.从公式Δx=λ得知,改变哪些条件便于测量?解答: 减小两缝间距d,增大缝到屏的距离l。
高中物理选修3-4学案5：13.4实验：用双缝干涉测量光的波长
13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验目的1．观察白光及单色光的双缝干涉图样。
2．掌握用公式Δx ＝l dλ测定单色光的波长的方法。
二、实验原理1．相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx 与入射光波长λ之间的定量关系推导如图所示，双缝间距为d ，双缝到屏的距离为l ，双缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0。
对屏上与P 0距离为x 的一点P ，两缝与P 的距离PS 1＝r 1，PS 2＝r 2。
在线段PS 2上作PM ＝PS 1，则S 2M ＝r 2－r 1，因d ≪l ，三角形S 1S 2M 可看作直角三角形。
有r 2－r 1＝d sin θ(令∠S 2S 1M ＝θ)①另：x ＝l tan θ≈l sin θ②由①②得r 2－r 1＝d x l ，若P 处为亮纹，则d x l ＝±kλ(k ＝0,1,2，…)，解得x ＝±k l dλ(k ＝0,1,2，…)，相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx ＝l dλ。
2．测量原理由公式Δx ＝l dλ可知，在双缝干涉实验中，d 是双缝间距，是已知的；l 是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx ，即可由公式λ＝d lΔx 计算出入射光波长的大小。
3．测量Δx 的方法测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮条纹间的距离a，则可求出相邻两亮条纹间的距离Δx＝an－1。
三、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。
四、实验步骤1．将光源、遮光筒、光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。
2.学生实验：用双缝干涉测量光的波长-教科版选修3-4教案
2. 学生实验：用双缝干涉测量光的波长-教科版选修3-4教案一. 实验目的通过使用双缝干涉法，测量光的波长，从而了解波的干涉现象并掌握实验操作技能。
二. 实验器材•激光器（或其他单色光源）•双缝装置•三角架•测微器•木尺•纸片•白纸•黑卡纸三. 实验原理1.光的干涉现象光波具有波动性，它们传播时形成一些干涉现象。
干涉现象是指当两个或多个光波相遇时，它们的干涉会造成光强的增强或减弱。
当两个波峰相遇，它们会互相增强，使光强加倍；当一个波峰和一个波谷相遇，它们会互相抵消，光强为零。
光的干涉现象可以用双缝干涉法来观测。
2.双缝干涉法双缝干涉法是用来观测光波干涉现象的一种实验方法。
在这种方法中，光通过两个狭窄而平行的缝隙，使它们形成一系列光源，互相干涉形成干涉条纹。
干涉条纹的位置和间距与光波长有关，因此可以通过测量干涉条纹的位置和间距来测量光的波长。
四. 实验操作步骤1.在三角架上安装激光器和双缝装置。
调整双缝装置，使两个缝隙相互平行且距离合适（一般取为0.2mm到0.5mm之间）。
2.将黑卡纸夹在两个缝隙之间，遮挡正对着激光器的缝隙，避免激光直接射向测量屏幕。
3.将测微器固定在三角架上的支架上，调整好测微器的位置，垂直于测量屏幕。
4.在测量屏幕上粘上白纸，然后将白纸与测微器之间的距离调整为一定值。
5.打开激光器，观察干涉条纹的形成。
如果不能看到干涉条纹，可以将双缝装置稍微调整一下。
6.用测微器分别测量两侧第n条亮纹的位置，测量三组数据求平均值。
7.计算 $\\lambda$ 的值（其中n表示亮纹的顺序，d表示两缝之间的距离，L表示屏幕到缝隙的距离）。
$$\\lambda = \\frac{d\\cdot L}{n\\cdot \\delta}$$五. 实验注意事项1.操作之前先检查设备是否正常工作。
2.在测量时一定要注意不要以斜视的方式观察干涉条纹。
3.用纸片和黑卡纸调整光路方向时，对光路要谨慎，避免光路方向出错导致实验失败。
物理：13.4实验：用双缝干涉测量光的波长 导学案(人教版选修3-4)
班级________姓名________层次________物理：13．4实验:用双缝干涉测量光的波长 导学案（人教版选修3—4)编写人:曹树春 审核：高二物理组寄语：光并非太阳的专利,你也可以发光。
学习目标：1、了解“用双缝测量光的波长”的实验原理，知道影响干涉条纹宽度的因素2、经历用双缝干涉测量光的波长的实验过程，加深对双缝干涉图样的认识和理解，养成合作意识。
学习重点难点：本节的重点是利用两相邻亮条纹中心间距的表达式测单色光的波长；学习方法: 分组实验,合作探究 学习过程：1、实验目的：（1）观测白光及单色光的双缝干涉图样 （2）测定单色光的波长 2、实验原理【导思】如右图,与两缝S 1、S 2之间的距离d 相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略。
两缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0.双缝到屏的距离OP 0=l 。
r2—r1=dsin θX=ltan θ≈lsin θ当两列波的路程差为波长的整数倍 即 （k=0,1,2…)时 才会出现亮条纹亮条纹位置为：屏 0 1S 1 S 2激光束相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为其中，波长用λ 表示，d 表示两个狭缝之间的距离，l 为挡板与屏间的距离．根据这个公式可以测出波长。
a 、根据测波长的公式，预计实验时所用的器材有哪些?b 、改变什么条件可以增大相邻亮条纹的距离以便于测量? 3、观察双缝干涉图样 实验步骤：1）、安装双缝干涉仪2)、单缝到双缝的距离为5-10cm 3）、通过目镜,可看见白光的双缝干涉条纹4）、测量出n 条亮条纹间距a 得相邻条纹间的距离1-=∆n ax 光滤光片 单缝 双缝遮光筒屏5）、利用已知的双缝间距d，用刻度尺测出双缝到屏的距离l,根据公式l xd∆=λ计算出波长6）、换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长。
[注意事项:1、安装仪器的顺序：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏2、双缝与单缝相互平行，且竖直放置3、光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上4、若出现在光屏上的光很弱，由于不共轴所致5、若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系6、不要直接测Δx，要测几个条纹的间距计算得到Δx,这样可减小误差7、白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央，红色在最外层。
2024-2025学年高中物理第十三章光4实验：用双缝干涉测量光的波长教案1新人教版选修3-4
（1）学生可以利用课后时间阅读科普文章，增强对双缝干涉现象的理解和兴趣。
（2）针对学术研究，学生可以挑选几篇具有代表性的论文进行阅读，了解双缝干涉实验在科学研究中的重要性和应用。
（3）观看实验操作演示视频，跟随讲解步骤进行学习，提高实验操作的熟练度。
（4）利用实验软件进行虚拟实验，多次尝试和调整参数，加深对双缝干涉实验的理解。
作用与目的：
-巩固学生在课堂上学到的双缝干涉知识点和实验技能。
-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
教学资源拓展
1.拓展资源
（1）科普文章：《光的干涉现象揭秘》、《双缝干涉实验的科学原理》等，帮助学生深入了解双缝干涉的原理和实验过程。
2.题型二：计算干涉条纹间距与波长的关系
题目：在双缝干涉实验中，已知光的波长为λ，干涉条纹间距为d，求波长与干涉条纹间距之间的关系。
答案：d = λ/2
解析：在双缝干涉实验中，干涉条纹间距d与光的波长λ之间的关系为d = λ/2。这是因为干涉条纹间距d是由两个相邻的明条纹或暗条纹之间的距离，而每个条纹对应一个光波的波峰或波谷，因此条纹间距d等于波长λ的一半。
-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。
作用与目的：
-帮助学生提前了解本节课的主要内容，为课堂学习做好准备。
-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
2.课中强化技能
教师活动：
-导入新课：教师通过讲解一个与双缝干涉相关的实际案例，引出本节课的主题，激发学生的学习兴趣。
-讲解知识点：教师详细讲解双缝干涉原理，结合实例帮助学生理解。
2.实验装置：双缝干涉实验的装置包括激光光源、双缝板、光屏和测量尺等。
物理选修3-4人教新课标13.3实验用双缝干涉测量光的波长教案
13.3 实验：用双缝干涉测量光的波长【教学目标】（一）知识与技能1．掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。
2．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。
（二）过程与方法培养学生的动手能力和分析处理“故障”的能力。
（三）情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法，对学生进行物理方法的教育。
【教学重点】双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。
【教学难点】x∆、L、d、λ的准确测量。
【教学方法】复习提问，理论推导，实验探究【教学用具】双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺【教学过程】（一）引入新课师：在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？生：当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n·λ，n=0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n+1）2λ，n=0、1、2…时，出现暗纹。
2师：那么条纹间距与波长之间有没有关系呢？下面我们就来推导一下。
（二）进行新课1．实验原理师：［投影下图及下列说明］设两缝S 1、S 2间距离为d ，它们所在平面到屏面的距离为l ，且l >>d ，O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，O 到S 1、S 2距离相等。
推导：（教师板演，学生表达） 由图可知S 1P =r 1师：r 1与x 间关系如何？ 生：r 12=l 2+（x -2d ）2师：r 2呢？生：r 22=l 2+（x +2d ）2师：路程差|r 1-r 2|呢？（大部分学生沉默，因为两根式之差不能进行深入运算） 师：我们可不可以试试平方差？r 22-r 12=（r 2-r 1）（r 2+r 1）=2dx由于l >>d ，且l >>x ，所以r 1+r 2≈2l ，这样就好办了，r 2-r 1=Δr =ld x师：请大家别忘了我们的任务是寻找Δx 与λ的关系。
Δr 与波长有联系吗？ 生：有。
师：好，当Δr =2n ·2λ，n =0、1、2…时，出现亮纹。
人教版高二物理选修3-4第十三章4实验：用双缝干涉测量光的波长学案Word版
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＝ldλ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＝ldλ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 ＝Ld 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 ＝an －1计算出Δx . (5)利用表达式λ＝d Δxl ，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＝an－1.6．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)减小误差的方法①米尺测量屏到双缝的距离时多次测量取平均值，测量n条亮纹间距时多测几条亮纹之间的间距和，多次测量取平均值；②尽量把单缝、双缝调平行，调节单缝到双缝的距离相等，其中心大致位于遮光筒的中心．【例2】现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为：________.(2)本实验的步骤：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头测量数条亮条纹间的距离．在操作步骤②时还应注意________和________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时乙中手轮上的示数为________mm.求得相邻亮条纹的间距Δx为________mm.(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ＝________求得所测红光波长为________nm.【导思】 1.实验时光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏在光具座上的放置顺序怎样？ 2．实验时对单缝、双缝放置有什么要求？3．实验时为什么要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏中心大致在一条直线上？ 4．测量条纹间距时，为什么不是直接测量相邻两亮(暗)条纹之间的距离，而是通过测量多条亮(暗)条纹间的距离求条纹间距？【解析】 (1)滤光片是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上．所以顺序为：C 、E 、D 、B 、A .(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm.(3)测量头的读数：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度．题图甲读数为2.320 mm ，题图乙读数为13.870 mm ，所以相邻条纹间距：Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm.(4)由条纹间距公式Δx ＝l d λ得，λ＝d Δxl ，代入数据得：λ＝6.6×10－7 m ＝660 nm.【答案】 (1)C 、E 、D 、B 、A(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行 单缝、双缝间距离大约为5～10 cm (3)13.870 2.310(4)d Δx l 660用双缝干涉测量光的波长，光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏顺序不能放错.为了减小实验误差，测条纹间距Δx 时，需测n 条亮(暗)条纹间的距离a ，再推算得出相邻亮(暗)条纹间的距离Δx ＝a n －1，然后利用公式Δx ＝ld λ可得光的波长λ.某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A )，游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B )，游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d ＝0.5 mm ，缝到屏的距离L＝1 m．则：(1)图乙中游标卡尺的示数为1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为1.770 cm.(3)所测光波的波长为6.5×10－7 m(保留两位有效数字)．解析：(1)图乙中游标卡尺是20个等分刻度，精确度为0.05 mm，读数为12 mm＋0.05 mm×10＝12.50 mm＝1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺也是20个等分刻度，读数为17 mm＋0.05mm×14＝17.70 mm＝1.770 cm.(3)由Δx＝Ldλ可得λ＝Δx·dL＝(1.770－1.250)×10－26－2×0.5×10－31m＝6.5×10－7 m.重难疑点辨析测量条纹中心间距的方法两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx1用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图所示)，记下此时手轮上的读数a1，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条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的读数a2，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即Δx＝|a1－a2|.【典例】某同学在做双缝干涉实验时，测得双缝间距d＝3.0×10－3m，双缝到光屏间的距离为1 m，两次测量头手轮上的示数分别为0.6×10－3m和6.6×10－3m，两次分划板中心刻线间有5条亮条纹，求该单色光的波长．【解析】依题意可知Δx＝an－1＝6.6×10－3－0.6×10－35－1m＝1.5×10－3m，λ＝d·Δxl＝3.0×10－3×1.5×10－31m＝4.5×10－6 m.【答案】 4.5×10－6 mΔx应等于an－1而不是an，因为分划板中心刻线位于亮纹中心，中心刻线间有四个半宽度的亮条纹，所以Δx＝an－1.1．一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是(A)A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D．上述说法都不正确解析：白光包含各颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹．选项A正确．2．包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是(A)A．紫色条纹B．绿色条纹C．红色条纹D．都一样近3．(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，经调节后在目镜中观察到如图甲所示的单色光干涉条纹，仅改变一个实验条件后，观察到如图乙所示的条纹，则改变的实验条件可能是(BD)A．减小光源到单缝的距离B．增大双缝之间的距离C．增大双缝到光屏之间的距离D．将红色滤光片改为绿色滤光片解析：由题图可知，甲图中条纹的间距比乙图大，根据公式Δx＝ldλ知，可能是光的波长变短，也可能是双缝与屏间距离小，也可能是双缝间距增大．条纹间距与光源到单缝的距离无关，故A、C不符合题意，B符合题意；将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变短，故条纹间距变小，故D符合题意．4．(多选)某同学按实验安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，但还能使实验成功的是(ABC)A．将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝和双缝的位置互换，其他不动解析：由Δx＝ldλ知，改变双缝到屏的距离l仍能得到清晰条纹，只不过条纹间距变化，故A正确．滤光片的作用是得到相干单色光，在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉，故B正确．单缝与双缝之间距离对干涉无影响，故C正确．而D项交换后实验不能成功，故A、B、C正确．5．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大，可改用波长更长(选填“长”或“短”)的单色光，或是使双缝与光屏间的距离增大(选填“增大”或“减小”)．。
人教版高中物理选修3-413.4实验：用双缝干涉测量光的波长教学案
4 实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验目的1．了解光波产生稳定干涉图样的条件．2．观察白光及单色光的双缝干涉图样．3．掌握用公式Δx ＝l dλ测定波长的方法． 4．会用测量头测量条纹间距离．二、实验原理1．相邻明纹(暗纹)间的距离Δx 与入射光波长λ之间的定量关系推导如图13-4-1所示，双缝间距d ，双缝到屏的距离l .双缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0.对屏上与P 0距离为x 的一点P ，两缝与P 的距离PS 1＝r 1，PS 2＝r 2.在线段PS 2上作PM ＝PS 1，则S 2M ＝r 2－r 1，因d ≪l ，三角形S 1S 2M 可看作直角三角形．有：r 2－r 1＝d sin θ(令∠S 2S 1M ＝θ)．图13-4-1则：x ＝l tan θ≈l sin θ有：r 2－r 1＝d x l若P 处为亮纹，则d x l＝±kλ，(k ＝0,1,2，…) 解得：x ＝±k l dλ.(k ＝0,1,2，…) 相邻两亮纹或暗纹的中心距离：Δx ＝l dλ. 2．测量原理由公式Δx ＝l dλ可知，在双缝干涉实验中，d 是双缝间距，是已知的；l 是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx ，即可由公式λ＝d lΔx 计算出入射光波长的大小． 3．条纹间距Δx 的测定如图13-4-2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干涉条纹平行，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条纹的中心对齐，如图13-4-2乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n 个亮纹间的距离a ，可求出相邻两亮纹间的距离Δx ＝a n －1.图13-4-2三、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．一、实验步骤1．按图13-4-3所示安装仪器．图13-4-32．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恰好落在双缝上，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 ＝a (n －1)，算出条纹间距，然后利用公式λ＝d lΔx ，求出此单色光的波长λ(d 仪器中已给出，l 可用米尺测出)． 6．换用另一滤光片，重复步骤3、4、5，并求出相应的波长．二、误差分析本实验为测量性实验，因此应尽一切办法减少有关测量的误差．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)测量多条亮条纹间距时读数不准确．三、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，双缝到单缝距离应相等．2．测双缝到屏的距离l可用米尺测多次取平均值．3．测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(暗)纹间的距离a，求出相邻的两条亮(暗)纹间的距离Δx＝an－1.实验探究1实验操作过程及仪器读数在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图13-4-4):图13-4-4(1)下列说法哪一个是错误的________．(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．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝an－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图13-4-5，其示数为______mm.图13-4-5【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.【答案】(1)A(2)1.970实验探究2实验数据处理利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图13-4-6甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为________ mm.图丁游标卡尺的示数为________ mm.在实验中，所测单色光的波长为________ m．在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将________(选填“能”或者“不能”)看到明暗相间的条纹．图13-4-6【解析】根据游标卡尺的原理，可读出图丙的示数为11.4 mm；图丁的示数是16.8mm.Δy＝16.8－11.44mm＝1.35 mm.又根据Δy＝ldλ，则λ＝dΔyl＝6.75×10－7 m.当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时，不满足干涉条件，故不能看到明暗相间的条纹．【答案】11.416.8 6.75×10－7不能。
人教版高中物理选修(3-4)-13.4《实验：用双缝干涉测量光的波长》学案(二)
高二物理（选修）教学案课题:用双缝干涉测量光的波长三维教学目标（1）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征；（2）用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着。
教学重点：波的干涉条件，相干光源；如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着。
教学难点：如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着；加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”。
知识回顾：1.产生稳定干涉现象的条件是什么？2.杨氏干涉实验3.决定条纹间距的条件...)321(2/)12(...)210(1212、、相干最小条件：、、相干最大条件：=-=-==-n n r r n n r r λλ （1）单色光为：等间距、明暗相间的条纹。
（明暗条纹的宽度相同） 教学过程：1．日常生活中为何不易看到光的干涉现象？（对机械波来说容易满足相干条件，对光来讲就困难的多，这与光源的发光机理有关，利用普通光源获得相干光的方法是把一列光波设法分成两部分进行叠加发生干涉）2.实验原理xd r r r r L d x r L d x r 2))(()2()2(122122212222=-++-=++= d L x x n dnL x Lr r dL λλ=∆==+∴>>为纹宽时取当1221 （1）单色光为：等间距、明暗相间的条纹。
（明暗条纹的宽度相同）（2）相同双缝时，频率越大纹越窄。
（3）白光干涉图样为彩色，中央亮纹为白色。
3．测定单色光的波长。
高中物理选修3-4教学设计6：13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长教案
13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长1、教学目标（一）知识与技能1．掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。
2．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。
（二）过程与方法培养动手能力和分析处理“故障”的能力。
（三）情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法，进行物理方法的教育。
2、教学重点（1）.光的干涉条件的理解（2）.干涉条纹间距的测量与计算3、教学难点（1）.光的干涉条件的理解（2）.干涉条纹间距的测量与计算4、教学过程：1）课堂导入在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？那么条纹间距与波长之间有没有关系呢？下面我们就来推导一下。
2）重点讲解1．产生干涉的条件：两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同。
本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的。
2．干涉图样(1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。
(2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的。
3．实验结论：证明光是一种波。
4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏的距离为l，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1。
(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ(其中k＝0,1,2,3，…)，则出现亮条纹。
(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝(2k－1)λ2(其中k＝0,1,2,3，…)，则出现暗条纹。
5．相邻亮条纹(暗条纹)间的距离Δx与波长λ的关系：Δx＝ldλ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离。
6.操作指要（1）．双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。
（2）．滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘，只能用擦镜纸轻轻擦拭，不要用其他物品擦拭或口吹气除尘。
（3）．注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直。
（4）．光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长1、教学目标（一）知识与技能1．掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。
2．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。
（二）过程与方法培养动手能力和分析处理“故障”的能力。
（三）情感、态度与价值观体会用宏观量测量微观量的方法，进行物理方法的教育。
2、教学重点（1）.光的干涉条件的理解（2）.干涉条纹间距的测量与计算3、教学难点（1）.光的干涉条件的理解（2）.干涉条纹间距的测量与计算4、教学过程：1）课堂导入在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？那么条纹间距与波长之间有没有关系呢？下面我们就来推导一下。
2）重点讲解1．产生干涉的条件：两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同。
本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的。
2．干涉图样(1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。
(2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的。
3．实验结论：证明光是一种波。
4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏的距离为l，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1。
(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ(其中k＝0,1,2,3，…)，则出现亮条纹。
(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝(2k－1)λ2(其中k＝0,1,2,3，…)，则出现暗条纹。
5．相邻亮条纹(暗条纹)间的距离Δx与波长λ的关系：Δx＝ldλ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离。
6.操作指要（1）．双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。
（2）．滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘，只能用擦镜纸轻轻擦拭，不要用其他物品擦拭或口吹气除尘。
（3）．注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直。
（4）．光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。
测量头原理1．测量头由分划板、目镜、手轮构成，转动手轮，分划板会左右移动，测量时，应使分划板中心与条纹中心对齐，记下此时手轮上的读数，然后转动测量头，使分划板中心与另一条纹中心对比，再次记下手轮上读数。
两次读数之差表示这两个条纹间距离。
(如图甲、乙所示)2．为减小误差，利用“累积法”测n 条亮纹间距，再求Δx ＝an －1求得相邻条纹间距离。
3．注意测量头读数时的有效数字。
3）问题探究一、实验步骤1．把遮光管架在支架环上，其轴线与光具座的导轨基本平行．2．在遮光管的一端装上双缝，并转动双缝座，使双缝与水平面垂直．再装好单缝管． 3．让灯泡灯丝及透镜中心与单缝中心等高．灯丝与单缝之间的距离约为25 cm.点亮灯泡，先把透镜移近单缝，直至在单缝面上见到灯丝的缩小像，然后把透镜移近灯泡，直至在单缝面上形成一放大的灯丝像，若灯丝的放大像不在单缝中心，则上下或左右调节灯泡．反复调节几次，使灯丝的放大像及缩小像均成在单缝中心．4．在遮光管的另一端装上测量头．在单缝管上装上拨杆，边观察，边左右移动拨杆，以调节单缝与双缝平行，直至看到白光的干涉条纹最清晰．这时看到的彩色干涉条纹的特征是：中央为一条白色亮条纹．称为零级亮条纹；其余各级亮条纹都是带彩色的，彩色的排列以零级亮条纹为中心左右对称．在第一级亮条纹中，红色在最外侧．5．测量单色光波长时，在单缝前面加上红色或绿色滤光片即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，再调节目镜，就能同时清晰地看到分划线和干涉条纹，然后绕光轴转动测量头，使分划线与干涉条纹平行，固定好测量头后即可进行测量．6．先移动测量头上的手轮，把分划线对准最左边的一条干涉亮条纹或者暗条纹，并记下它在游标尺上的读数x 1，然后转动手轮，把分划线移向右边，并对准第n 条(一般n 可取7左右)干涉亮条纹或暗条纹，这时游标尺的读数为x n .则相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离为Δx ＝x n －x 1n －1待测的光波波长为λ＝d ·Δx l ＝d l ·x n －x 1n －1.7．改变双缝中心距离d ，重复上面的步骤，再测一次． 二、误差分析1．双缝到屏的距离l的测量带来的误差，可选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差．2．条纹间距Δx可利用“累积法”测n条亮纹间距，再由Δx＝an－1求出，并且采用多次测量求λ的平均值的方法进一步减小误差．3．分划板刻度线和干涉条纹不平行，中心刻度线没有位于条纹中心均会导致条纹间距Δx有误差．三、实验注意事项1．调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；2．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上；3．调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离；4．不要直接测Δx，要测几个条纹的间距计算得Δx，这样可减小误差；5．白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．4）难点剖析实验探究1实验操作过程及仪器读数例1、在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图)：(1)下列说法哪一个是错误的________．(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．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝an－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为______mm.[答案](1)A(2)1.970[解析](1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.实验探究2 实验数据处理例2、利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A 条纹中心时(图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B 条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5 mm ，从双缝到屏的距离为1 m ，则图丙中游标卡尺的示数为________ mm.图丁游标卡尺的示数为________ mm.在实验中，所测单色光的波长为________ m ．在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将________(选填“能”或“不能”)看到明暗相间的条纹．[答案] 11.4 16.8 6.75×10－7 不能[解析] 根据游标卡尺的原理，可读出图丙的示数为11.4 mm ；图丁的示数是16.8 mm.Δy ＝16.8－11.44 mm ＝1.35 mm.又根据Δy ＝l d λ，则λ＝d Δy l＝6.75×10－7 m.当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时，不满足干涉条件，故不能看到明暗相间的条纹． 例3、在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示。
双缝间的距离d ＝3 mm 。
(1)若测量红光的波长，应选用__________色的滤光片。
实验时需要测定的物理量有__________和__________。
(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m ，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示。
则可求出红光的波长λ＝__________ m 。
[答案] 见[解析][解析] (1)要测量红光的波长，应用红色滤光片。
由Δx ＝ld λ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx 。
(2)由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ， 所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ，λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70 m≈6.86×10－7 m 。
5）训练提升1．关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是( ) A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C ．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大D ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 [答案] B[解析] 用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A 错；用红光作为光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B 对；λ变小，Δx 变小，C 错；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，D 错。
2．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6 μm ，若分别用频率为f 1＝5.0×1014 Hz 和f 2＝7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点现出明、暗条纹的情况是( ) A ．用单色光f 1和f 2分别照射时，均出现明条纹 B ．用单色光f 1和f 2分别照射时，均出现暗条纹C ．用单色光f 1照射时出现明条纹，单色光f 2照射时出现暗条纹D ．用单色光f 1照射时出现暗条纹，单色光f 2照射时出现明条纹 [答案] C[解析] 单色光f 1的波长：λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014m ＝0.6×10－6 m ＝0.6 μm 。
单色光f 2的波长：λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014 m ＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm 。
因P 点到双缝的距离之差 Δx ＝0.6 μm ＝λ1，所以用单色光f 1照射时P 点出现亮条纹。
Δx ＝0.6 μm ＝32λ2，所以用单色光f 2照射时P 点出现暗条纹，故选项C 正确。
3．如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为第二条暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二条暗条纹的位置( )A ．仍在P 处B ．在P 点上方C ．在P 点下方D ．要将屏向双缝方向移近一些才能看到 [答案] B[解析]由λ＝c f 知f 变小，λ变大。
若出现第二条暗条纹，则P 到双缝的光程差Δr ＝32λ，当λ变大时，Δr 也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，在P 点上方，B 正确。
4．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，若已知双缝间的距离d 。
(1)若测定绿光的波长，应选用__________色的滤光片。
实验时需要测定的物理量有__________和__________。