《实验：用双缝干涉测光的波长》教学案4

《实验：用双缝干涉测量光的波长》教案教学要求
1.观察光的干涉现象
2.知道决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹或暗条纹的特点。

3.了解用双缝干涉测波长的原理，知道影响干涉条纹宽度的因素
4.经历测波长的过程，加深对双缝干涉图样的认识和理解，养成合作意识
学习重难点
1.决定条纹间距的条件
2.相邻亮或暗条纹中心间距的表达式及其推导
教学过程
第一课时
【自主学习】
一、物理学史：1801年，英国物理学家________成功观察到了光的干涉现象。

二、演示实验：观看flash课件（回顾波的干涉知识）
（1）实验过程:让一束单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距________，两狭缝就成了两个光源，它们的振动情况总是________的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相________。

（2）实验现象：在屏上得到________的条纹。

（3）实验结论：证明光是_______。

（4）现象解释：出现明显条纹的条件：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________时（即恰好等于波长的________时），两列光在这点相互加强，这里出现________；当两个光源与屏上某点的距离之差等于________时，两列光在这点________，这里出暗条纹。

三、光的干涉及条件：两列光________相同，________恒定。

【思考】既然光是一种波，为什么同时打开两盏灯时观察不到干涉现象？
课堂探究练习
1.两列光干涉时，光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系？
声的干涉也遵循类似的规律。

设想在空旷的地方相隔一定位置的两个振动完全一样的声源，发出的声波波长是0.6m，观察者A离两声源的距离分别是4.5m 和5.4m，观察者B离两声源的距离分别是4.3m和5.5m。

这两个观察者听到声音的大小有什么区别？
2.在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10-7m,如果用频率6.0×1014 HZ的黄光照射双缝，是通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。

第二课时
四、用双缝干涉测量光的波长
（1）实验原理：
（2）观察双缝干涉图样
a.光源发出的光经滤光片成为_______，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝后生成稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的________条纹，如果用白光通过双缝可以观察到________条纹。

b.实验前先取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮。

然后放好单缝和双缝。

注意使单缝与双缝相互平行，
尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上
改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化。

(3) 测定单色光的波长
a.若双缝到屏的距离用l表示（可用米尺测出），双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间的距离用∆x表示（用测量头测出），则入射光的波长为________，实验中d是已知的，测出l、∆x即可计算出光的波长λ。

b.如何用测量头测两条纹间的距离∆x
【典型例题】
在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，用不同的色光照射时，则下列叙述正确的是 ( )
A．红光的干涉条纹间距最大 B．紫光的干涉条纹间距最大C．红光和紫光干涉条纹间距一样大 D．用白光照射会出现白色干涉条纹
课堂探究题
1.用图13.3-2的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.2mm，用的是绿色滤光片，在毛玻璃屏上可以看到绿色干涉条纹。

（1）毛玻璃上的干涉条纹与双缝垂直还是平行？
（2）如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？
（3）把绿色滤光片换为红色，相邻两个亮条纹中心的距离增大了。

这说明哪种色光的波长较长？
（4）如果改用间距为0.3㎜的双缝，相邻两个亮条纹中心的距离会有什么变化？
（5）如果把灯泡与双缝间的单缝向双缝移近，相邻两亮条纹中心的距离是否变化？
2.用双缝干涉测量光的波长的试验中，为什么不直接测Δx，而要通过测n 各条纹的间距求出Δx？
3.用双缝干涉测量光的波长的试验中，已知两缝间的距离为0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测出，第1个亮条纹到第10个亮条纹的中心间距为22.78mm，求这种单色光的波长。

课堂小结
课后练习
1．用单色光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹。

如将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将_______；如果增大双缝与屏之间的距离，则屏上的干涉条纹的间距将_______；如将红光改为紫光做干涉实验；屏上干涉条纹间距将______。

（填“变大”“变小”或“不变”）
2．关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是 ( )
A．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的单色条纹
B．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该色光波长的整数倍
C．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍
D．用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定是该色光半波长的奇数倍
3．用包含红、绿、紫色光的复色光做干涉实验，干涉条纹离中心条纹最近的干涉条纹是( )
A．紫色条纹B．绿色条纹 C．红色条纹 D．都一样近
4．下面有关光的干涉现象的描述中，正确的是 ( )
A．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽
B．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹
C．在光的双缝干涉实验中，若缝S1射入的是绿光，S2射入的是紫光，则条纹是彩色的
D．光的干涉现象说明光具有波动性
5．在双缝干涉中，用白光入射双缝时，在光屏上可观察到彩色条纹，若把双缝分别用红色滤光片（只能通过红光）和蓝色滤光片（只能通过蓝光）挡住，则在光屏上可以观察到( )
A．红色和蓝色两套干涉条纹的叠加
B．紫色干涉条纹（红色和蓝色叠加为紫色）
C．屏上两种色光叠加，但不会出现干涉条纹
D．屏上的上半部分为红色光，下半部分为蓝色光，不发生光的叠加
6．（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②__________、③___________、④_________、⑤遮光筒、⑥__________。

对于某种单色光，为增加相邻亮纹间距，可采取__________________或______________________的方法。

（2）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，
将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。

然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹
中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，
求得相邻亮纹的间距Δx为____________mm。

（3）已知双缝间距为2×10-4m，测得双缝到屏的距离为0.7m，则所测红光的波长为_________nm。