2017_2018学年高中物理第十三章光第4节实验用双缝干与测量光的波长教案新人教版选修3_4

实验：用双缝干与测量光的波长
物理核心素养要紧由“物理观念”“科学思维”“科学探讨”“科学态度与责任”四个方面组成。

教学目标
一、明白得实验的原理;
二、能够弄清楚单缝和双缝的作用;
3、明白如何操作及注意事项
4、进一步明白得简谐运动的周期性和对称性
重点：用双缝干与测量光的波长实验原理
难点：测定单色光的波长
学习方式：分组实验，合作探讨
学习进程：
一、实验目的：
（1）观测白光及单色光的双缝干与图样
（2）测定单色光的波长
二、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，经双缝产生稳固的干与图样，通过屏能够观看到干与条纹；若是用白光通过双缝能够观看到彩色条纹。

（2）假设双缝到屏的距离用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，那么入射光的波长为
l x
d∆
=
λ。

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：
双缝干与仪包括：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，调剂光源高度，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 ，使缝相互平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干与条纹，假设在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，那么能够观看到单色干与条纹。

五、实验步骤：
（1） 调剂双缝干与仪，观看光的双缝干与现象
（2） 用单色光入射取得干与条纹，测出n 条亮条纹的距离a ，得相邻条纹间的距离
1
-=∆n a x （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 ，依照公式l x d ∆=
λ计算出波长
（4） 换用不同颜色的滤光片，观看干与条纹间的距离有什么转变，并求出相应的波长。

六、注意事项
（1）调剂双缝干与仪时，要注意调剂光源的高度，使它发出的一束光能沿着遮光筒的轴线把屏照亮
（2）放置单缝和双缝时，缝要彼此平行，中心大致位于遮光筒的轴线上
（3）调剂测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下现在手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心对齐另一条纹的中心，记下现在手轮上的读数，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取得Δx ，如此可减小误差
（5）白光的干与观看到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层。

杨氏双缝实验的规律
如下图的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波
长越大，条纹间的距离也越大，这是什么缘故？
运用几何知识
r2-r1=dsin θ
X=ltan θ≈lsin θ
当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l=±k λ，（k=0,1, 2…)
时才会显现亮条纹，亮条纹
位置为：X=±kl λ/d
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．
测定单色光的波长
①安装测量头，调剂至可清楚观看到干与条纹
②使分划板的中心刻线对齐某条亮条纹的中央时，记下手轮上的读数；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一条亮纹的中央，记下现在的读数，得出个亮条纹间的距离，那么相邻两条亮纹间距
③用刻度尺测量双缝到光屏的距离，是已知的
④重复测量，计算，求出波长的平均值
⑤换用 不同的滤光片，重复实验
测出n 个亮条纹间的距离a ，求出相邻两个亮条纹间的距离△x=a/（n-1),然后由 △x=l λ/d λd
l x =∆。