高中物理第十三章光13.4实验：双缝干涉测光的波长导学案新人教版选修3_4

合集下载

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）。

高中物理第十三章光4实验：用双缝干涉测量光的波长互动课堂学案选修3_4

4 实验：用双缝干涉测量光的波长互动课堂疏导引导1.实验目的和原理(1)实验目的:通过本实验,我们可以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双缝干涉图样,并测定单色光的波长.(2)实验原理图13-3-2如图13-3-2所示,屏上与P 0相距x 的P 1点与双缝距离分别P 1S 1=r 1,P 1S 2=r 2.在P 1S 2上作P 1M=P 1S 1,则S 2M=r 2-r 1.由于双缝间距远小于缝到屏的距离,所以可认为△S 1S 2M 是直角三角形.则有r 1-r 2=dsinθ x=ltanθ≈lsinθ所以r 2-r 1=l x d 当lx d =±kλ(k=0,1,2,…)时出现亮条纹,即亮纹中心的位置为 λdl k x ±= 相邻亮纹或暗纹的中心间距是Δx=λdl 根据公式Δx=λdl 可计算波长.双缝间的距离d 是已知的,双缝到屏的距离l 可以用米尺测出,相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx 用测量头(图13-3-3)测出.图13-3-32.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13-3-4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,使双缝与单缝的缝平行,二者间距为5 cm —10 cm,这时,可观察白光的干涉条纹.图13-3-4⑤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亮条纹的中央,记下手轮上的读数a 1;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一条亮纹的中央,记下此时手轮上的读数a 2,并记下两次测量时移过的条纹数n;则相邻两亮条纹间距Δx=｜112--n a a ｜. ③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d 是已知的).④重复测量、计算,求出波长的平均值.⑤换用不同滤光片,重复实验,可测量对应单色光的波长.(3)结论①单色光的干涉图样:宽度均匀,明暗相间的条纹.②白色的干涉图样:中央为白色亮条纹,两侧为明暗相间的彩色条纹.③光波的波长一般为10-7 m 数量级.93.注意事项及误差分析(1)注意事项①放置单缝和双缝时,必须使缝平行.②要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上.③测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心.④先测出n 条亮(或暗)纹中心间的距离a,则相邻亮条纹间的距离Δx=a/(n-1).(2)误差分析光波的波长很小,Δx、l 的测量对波长λ的影响很大,l 用毫米刻度尺测量,Δx 利用测量头上的游标尺测量.可利用“累积法”测n 条亮纹间距,再求1-=∆n a x ,并且采用多次测量求λ的平均值的方法来进一步减小误差. 活学巧用1.如图13-3-5所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则( )图13-3-5A.不再产生干涉条纹B.仍可产生干涉条纹,且中央亮纹P 的位置不变C.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P 的位置略向上移D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P 的位置略向下移思路解析：本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源,又缝S 1、S 2的作用是形成相干光源,稍微移动S 后,没有改变传到双缝的光的频率,由S 1、S 2射出的仍是相干光,由双缝发出的光到达屏上P 点的光程差仍为零,故中央亮纹不变.答案：B2.用氦氖激光器发出的波长为0.633 μm 的激光做双缝干涉实验,双缝间的距离是0.45 mm,在光屏上得到了干涉条纹.若测得相邻两条明条纹中心间的距离是1.5 cm,求光屏与双缝间的距离.思路解析：光的干涉形成的相邻的明(暗)条纹间距Δx 与光的波长的关系λd l x =∆,不仅可以通过测量l 、d 、Δx 来计算光的波长,还可以在已知其他量的前提下,验证某一量.依据λd l x =∆,知λd l =Δx,代入数值可求出l=10.7 m.答案：10.7 m3.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件:A.白炽灯B.单缝片C.光屏D.双缝片E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:_____________.(2)正确调节后,在屏上观察到红色的干涉条纹,用测量头测出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有a__________b(填“大于”“等于”或“小于”）.思路解析：(1)根据光的干涉条纹的形成原理,可知光具座上仪器摆放顺序为A 、E 、B 、D 、C.(2)根据条纹宽度Δx 与波长λ关系,有λd lx =∆,则在装置不变即l 、d 不变时,Δx 与λ成正比,因绿光波长在同一介质中比红光波长短,故绿光相邻的两亮(或暗)条纹的间距比红光小,即a ＞b.答案：(1)A 、E 、B 、D 、C (2)大于4.用单色光做双缝干涉实验,已知屏上一点P 到双缝的路程差r=1.5×10-6 m,当单色光波长λ1=0.5 μm，P 点将形成亮纹还是暗纹？当单色光波长λ2=0.6 μm 时,在中央亮纹和P 点之间有几条暗纹?思路解析：在双缝干涉实验中,当双缝到屏上任一点的路程差等于波长的整数倍时,出现亮条纹,路程差等于半波长的奇数倍时出现暗条纹,即S 2P-S 1P=⎪⎩⎪⎨⎧±±=+±±=ΛΛ,2,1,02)12(,2,1,0k k k k 暗条纹明条纹λλ ①当单色光波长λ1=0.5 μm 时,光程差r=1.5×10-6 m=3λ1,即P 点出现亮纹;②当单色光波长λ2=0.6 μm 时,光程差r=1.5×10-6 m=2.5λ2,即P 点出现暗纹.由于当r=21λ时,屏上出现第一级暗纹,故r=2.5λ2时,P 点与中央亮纹之间有两条暗纹.答案：亮纹两条5.在杨氏干涉实验中,若已知两狭缝间距为1 mm,双缝到屏的距离为200 cm,屏上得到的干涉图样如图13-3-6所示,请根据图中的测量数据,求出该单色光的波长和频率.图13-3-6思路解析：由图知:Δx=0.1 cm,由λdl x =∆得:λ=5×10-7 m,由c=λf 得f=6×1014 Hz. 答案：5×10-7 m 6×1014 Hz高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高中物理第十三章光4实验：用双缝干涉测量光的波长目标导引素材新人教版选修3-4(new)

4 实验：用双缝干涉测量光的波长一览众山小诱学·导入材料：把金属丝框浸入溶液内,当框从溶液内提出时,即可得一液膜。

把框的底边朝下竖直放置，液膜由于受到重力的作用，便呈上薄下厚的劈形.在阳光下，由于液膜里外两层的反射光产生干涉，而显出条状彩色的干涉条纹.若在暗处，燃一蜡烛，置烛焰于膜一侧，让烛光照射薄膜，仔细观察也可发现在膜中的烛焰像里也有以明暗相间为主的干涉条纹。

条纹都如同产生在薄膜表面上，几乎都呈水平。

若用细竹竿做的毛笔筒，蘸皂液，口吹肥皂泡,在阳光下可见五彩缤纷的干涉条纹布满在肥皂泡的球面上。

通过上一节的学习我们知道这是光的干涉“造就的美景”.问题：我们应如何测量光的波长呢？导入:光的波长是光的重要参数之一，测量光的波长的方法有很多，用双缝干涉实验测定光的波长的方法是相对准确的一种方法。

温故·知新1。

杨氏实验研究了什么现象?说明了什么问题？答:光的干涉现象；光是一种波.2。

在杨氏实验中，什么时候出现明条纹?什么时候出现暗条纹？答:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时（即恰好等于波长的整数倍时），两列光在这点相互加强，这里出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光在这点相互削弱，这里出现暗条纹.尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。

文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。

This article is collected and compiled by my colleagues and I in our busy schedule. We proofread the content carefully before the release of this article, but it is inevitable that there will be some unsatisfactory points. If there are omissions, please correct them. I hope this article can solve your doubts and arouse your thinking. Part of the text by the user's care and support, thank you here! I hope to make progress and grow with you in the future.。

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。

【高中物理】高中物理新人教版选修3-4同步教案：第13章 13-4实验：用双缝干涉测量光的波长

用双缝干涉测定光波波长一、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.学会测波长的一种方法二、实验原理1.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后，得到振动情况完全相同的光，它们在双缝后面的空间互相叠加会发生干涉现象。

如果用单色光照射，在屏上会得到明暗相间的条纹；如果用白光射，可在屏上观察到彩色条纹。

2.本实验要测单色光的波长，单色光通过双缝干涉后产生明暗相同的等间距直条纹，条纹的间距与相干光源的波长有关。

设双缝宽d，双缝到屏的距离为L，相干光源的波长为λ，则产生干涉图样中相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离△x，由此得；λ=L△x /d，因此只要测得d,L,△x 即可测得波长。

相干光源的产生用“一分为二”的方法,用单缝取单色光，再通过双缝，单色光由滤光片获得。

△x的测量可用测量头完成，测量头由目镜，划板，手轮等构成，通过测量头可清晰看到干涉条纹，分划板上中间有刻线，以此为标准，并根据手轮的读数可求得△x，由于△x较小，可测出几条亮（或暗）条纹的间距a，则相邻两条闻之间的距离△x=a/n三、实验器材双缝干涉试验仪，光具座（连附件），四、实验探究与过程1.把长约1m，直径10cm的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有毛玻璃（当光屏用），把另一端的双缝先取下。

2.接通电源，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八光屏照亮后，固定光源。

3.把双缝装到遮光筒的另一端，再在双缝与光源之间放单缝，使单缝与双缝之间的距离为10cm，并让单缝与双缝平行，而且使他们的中心位于遮光筒的轴线上。

4.调节单缝与双缝之间的距离，使屏上成清晰的彩色干涉图样。

5.再在光源和单缝之间装上滤光片，在屏上就能出现条纹间距相等的明暗相同的单色条纹。

6.改变滤光片颜色，在屏上能出现：条纹间距相等的明暗相同的单色条纹但与步骤5中的间距不同。

7.用刻度尺测出双缝到光屏的距离L.8.转动测量头手轮，使分划板中心刻线与干涉条纹中某一条亮（或暗）条纹平行，并对齐该条的中心。

高中物理第十三章光第4节实验：用双缝干涉测量光的波长学案新人教版选修3-4.doc

第4节实验：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 d λ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 可看做直角三角形。

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 d λ(k ＝0,1,2，…)，相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx ＝l d λ。

2．测量原理在双缝干涉实验中，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 l Δx 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 个亮纹间的距离a ，则可求出相邻两亮纹间的距离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．器材的安装与调整(1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，如图所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把光屏照亮。

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。

高中物理第十三章光4实验：用双缝干涉测量光的波长名师导航学案选修3-4教案

4 实验：用双缝干涉测量光的波长名师导航知识梳理1.实验装置及器材实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，如图13-3-1所示.图13-3-12.实验原理根据公式____________可计算波长，双缝间的距离d 是已知的，双缝到屏的距离l 可以用米尺测出，相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx 用测量头（如图13-3-2所示）测出.图13-3-23.实验步骤（1）测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹_________（如图13-3-3所示），记下此时手轮上的读数.图13-3-3（2）转动测量头，使分划板中心刻度____________，记下此时手轮上的读数.（3）两次____________就表示这两条纹间的距离.（4）测出n 条亮（暗）纹间的距离a ，则相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx=__________. 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.（5）由公式Δx=d l λ，得λ=.)1(ln ad （6）重复上述实验步骤，求出x 的平均值.知识导学在学习本节内容以前，我们已经学过了双缝干涉的理论知识，所以要对理论知识进行复习巩固，同时预习实验内容，明确实验目的和实验原理，知道所需要的实验仪器及仪器在使用时的先后顺序.在实验过程中要注意操作步骤的先后顺序及可能会造成实验误差的细小枝节，确保实验结果的准确性.在本节的实验中，由于Δx 、l 对实验结果的影响较大，l 用毫米刻度尺来测量，Δx 用测量头来测量，直接测量会有较大的误差，通常用测n 条的间距a ，再推测出相邻条纹的间距Δx=a/(n-1) ,也可以通过多次测量求平均值的方法来减小实验的误差. 疑难突破本实验的注意事项剖析：（1）双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，要轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件.（2）滤光片、单缝、双缝、目镜等会沾染灰尘，应该用擦镜纸轻轻擦拭，不要用其他物品擦拭或用口吹气除尘.（3）要注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心线上，并使单缝、双缝平行且竖直.（4）光源最好为线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近.（5）实验中会出现像屏上的光很弱或不均匀的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致.干涉条纹的清晰与否与单缝和双缝是否平行很有关系.（6）测量条纹间隔的方法两条相邻明（暗）条纹间的距离Δx 1用测量头测量（由分划板、目镜、手轮等构成，如图13-3-4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准条纹的中心（如图13-3-5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明条纹中心时，记下手轮上的刻度数a 2,两次读数之差就是相邻两条明纹间的距离，即Δx=|a 1-a 2|.图13-3-4图13-3-5Δx 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，Δx=a/(n-1).典题精讲【例1】如图13-3-6所示，在双缝干涉实验中，若用λ=5×10-7 m 的光照射，屏上O 点是中央亮纹，屏上A 点为二级亮条纹所在处，若换用λ2=4×10-7 m 的光照射时，屏上O 点处是什么情况，屏上A 点处又是什么情况？图13-3-6思路解析：因为λ1=5×10-7 m 且A 点处为二级亮条纹，则AN-AM=24λ=2×5×10-7 m=1×10-6 m. OM-ON=0当λ2=4×10-7 m 时，AN-AM=1×10-6 m=2n λ=2×10-7 m 所以n=5所以A 点为第三级暗纹 OM-ON=0=2n λ2 所以O 点仍为中央亮纹.绿色通道：相干光源的两列光波到达某点的路程差等于波长的整倍数时，该处光相互加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，该点光互相减弱，出现暗条纹. 变式训练1：在双缝干涉实验中，若双缝处两束光的振动情况恰好相反，则在屏上距两缝的路程差δ=__________处出现明条纹，路程差δ=__________处出现暗条纹.答案：（2k+1）2λ k λ（k=0，1，2，…）变式训练2:图13-3-7表示某双缝干涉的实验装置，当用波长为0.4 μm 的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧只看到各有3条亮条纹.若换用波长为0.6 μm 的橙光做实验，那么该像屏上除中央条纹外，两侧各有几条亮条纹？图13-3-7答案：两条【例2】在双缝干涉实验中，测得光波是波长为7.5×10-7 m 的红光，在屏幕上相邻两条明纹的间距与另一单色光（用相同装置）在屏幕上相邻两条明纹的间距之比为3∶2，则另一单色光的波长为______________m.思路解析：因为Δx=dl λ 所以Δx 1=7.5×10-7 Δx 2=d l λ2 又因为2321=∆∆x x =32 即27105.7λ-⨯=23，所以λ2=5×10-7 m则另一单色光的波长为5×10-7 m.答案：5×10-7绿色通道：光的干涉条纹间距公式：Δx=dl λ，是解决有关光的干涉问题的一个突破口，但不能死套公式，要学会合理恰当地运用此公式来解题.变式训练1:单色光照射双缝，双缝间距为0.6 mm,双缝到屏幕的距离为1.5 m ，今测得屏幕上七条明纹之间的距离为9 mm,则此单色光的波长为多少？答案：6×10-7 m变式训练2:用氦—氖激光器发出的激光做双缝干涉实验，在屏幕上得到一组干涉条纹，如双缝到屏间的距离为10.7 m，双缝间的距离为0.45 mm，现测得7条亮条纹间的距离为9 cm，则此激光的波长为____________m.答案：6.3×10-7问题探究问题：某位同学在做用双缝干涉测光的波长的实验中，透过测量头上的目镜观察干涉图样，若只在左侧视野中有明暗相间的条纹，而右侧较暗（没有条纹），这是怎么回事？应怎样调节？导思：在解决此问题时，要抓住关键字眼“左侧视野中有明暗相间的条纹，而右侧较暗”，正确理解题意，迅速破题.在做这个实验时，一定要注意观察，善于发现问题，并且能够认真思考解决类似问题.把自己在课堂中所学的理论知识与实践相结合，做到学以致用，并且能够亲自去试着解决问题，并分析造成问题的原因，这样才能进一步巩固理论知识，而且可以提高分析问题的能力.探究：既然在光屏上出现了明暗相间的条纹，说明双缝和单缝是平行的，符合干涉条件，而视野中右侧没有干涉条纹，可能是目镜过于偏向右侧，偏离了遮光筒轴线所致.探究结论：可转移测量头上的手轮，使分划板连同目镜向左侧移动适当距离即可.。

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。

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。

高中物理第十三章光第4节实验：用双缝干涉测量光的波长新人教版选修3-4

(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③。 (3)甲图读数是 0.045mm，乙图读数是 14.535mm，它们的差
中间跨越了 10－1＝9 个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是 Δ 1.610mm。
(4)光的波长 λ＝Δxl·d＝5.37×10－7m。
• 〔对点训练1〕 (华中师大附中2016年高二下学期期中)某同学涉测光的波长”实验中，已知单缝片与双缝片间的距离为d1，，双缝片到毛玻璃屏间距离为L，实验时先移动测量头上的手板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图1所示)，记下游标卡尺的 ___1_1_.4____mm(如图3所示)；然后转动手轮，把分划线向右边移划板中心刻度线对齐B条纹中心时(如图2所示)，记下此时游标图4所示)xB＝__1_6_._7____mm。计算实验中红光波长的表达式为用d2字x母B－d1x或Ad2及L、xA、xB表示)。 4L
新课标导学
物理
选修3-4 ·人教版
第十三章
光第四节实验：用双缝干涉测量光的
掌握用双缝干涉测光的波长的原理、操作、器 ※※ 注意事项 ※※ 掌握测量头的读数
1
课内探
2
课堂达
课内探究
• 1．实验原理 • 如图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝
宽度可以忽略。两缝S1、S2的连线的中垂线与屏 P0，双缝到屏的距离OP0＝L
• 5．注意事项
• (1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。间距大 10cm。
• (2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的条轴线上。
• (3)测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中
• (4)要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再
• (5)调节的基本依据：照在像屏上的光很弱，主丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致不清晰一般主要原因是单缝与双缝不平行所致

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

2.拓展建议
（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。

高中物理 13.4 用双缝干涉测量光的波长学案新人教版选修34

高中物理 13.4 用双缝干涉测量光的波长学案新人教版选修34课前预习学案一、预习目标预习“杨氏双缝干涉”实验，初步掌握实验目的及实验原理和实验结论。

二、预习内容1.物理学史：1801年，英国物理学家________成功观察到了光的干涉现象。

2、演示实验：（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。

3、光的干涉及条件：两列光________相同，________相同，________恒定。

4、用双缝干涉测量光的波长（1）实验目的：a、观察干涉图样，b、_________________________。

（2）实验原理：a、光源发出的光经滤光片成为_______，单色通过单缝后相当于线光源，经双缝的生稳定的干涉图样，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、若双缝到屏的距离用l表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间的距离用∆x表示，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。

三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标1．认识光的干涉现象及产生干涉的条件。

2．用干涉原理测定光的波长3．正确使用实验器材，完成“双缝干涉”的实验操作学习重难点：实验器材的摆放顺序及测定光的波长二、学习过程(一)双缝干涉实验探究一：实验中光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒的摆放顺序如何？探究二：在测定单色光的波长时，怎样用测量头测量两个亮纹距离？怎样减少测量误差？探究三：计算单色光的波长例、）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__________。

高三物理选修3-4第十三章光第4节实验：用双缝干涉测量光的波长导学案设计

高三物理选修3-4第十三章光第4节实验：用双缝干涉测量光的波长导学案【教学目标】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，养成合成意识。

【教学重点】相邻亮（或暗）条纹中心间距的表达式，并依据该式测定单色光的波长。

【教学难点】相邻亮条纹中心间距的推导【自主学习】一、实验原理1．如图所示，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S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l。

2．屏上与P0的距离为x的一点P1，两缝与P1的距离分别为P1S1＝r1、P1S2＝r2。

其路程差r2－r1= 。

3．当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l＝±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=±。

4．相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是：，根据这个公式可以测出波长。

二、观察双缝干涉图样1．双缝的实验装置如图所示。

光源发出的光经成为单色光，把单缝照亮。

单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮。

来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉。

遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们将在这个屏上观察干涉条纹。

2．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近3．安装时，注意单缝与双缝相互平行，使光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上。

调节的基本依据是：若干涉条纹不清楚，是单缝与双缝不平行所致；若照在屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致。

4．做好以上调整后，在单缝与光源之间放上滤光片就可见到单色光的双缝干涉图样。

分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化。

三、测定单色光的波长1．利用公式测量单色光的波长，双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离l可以用米尺测出，相邻两条亮条纹间的距离Δx需用测量头（如图所示）测出。