第十三章用双缝干涉测量光的波长【公开课教案】
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【教案目标】（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。
【教案重点】双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。
【教案难点】x ∆、L 、d 、λ的准确测量。
【教案方法】复习提问，理论推导，实验探究【教案用具】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【教案过程】（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 ·2λ，n =0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n +1） 2λ，n =0、1、2…时，出现暗纹。
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。
《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。
第十三章 4 实验：用双缝干涉测量光的波长
4实验：用双缝干涉测量光的波长[学习目标] 1.掌握双缝干涉条纹间距的计算公式及推导过程.2.掌握用双缝干涉测波长的原理、器材、操作步骤及注意事项.3.会利用双缝干涉实验测量单色光的波长，加深对双缝干涉的理解．一、实验原理如图1所示，两缝之间的距离为d，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略．图1两缝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.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是：Δx＝l d λ.若已知双缝间距，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、实验器材双缝干涉仪，即光具座、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、刻度尺等．三、实验步骤1．将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示．图22．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，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的干涉条纹．5．在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．四、数据处理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心，记下手轮上的读数a 1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a 2，将该条纹记为第n 条亮条纹，则相邻两亮条纹间距Δx ＝|a 2－a 1|n －1. 3．用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l (d 是已知的)．4．重复测量、计算，求出波长的平均值．五、误差分析1．光波的波长很小，Δx 、l 的测量对波长λ的影响很大．2．在测量l 时，一般用毫米刻度尺；而测Δx 时，用千分尺且采用“累积法”．3．多次测量求平均值．六、注意事项1．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．2．滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去．3．安装时，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，间距大约5～10 cm.4．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线所致．干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行．5．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心．6．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近．一、双缝干涉条纹间距问题例1 (多选)(2019·南通市高二期末)如图3所示，是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S 1、S 2为双缝，P 为光屏，用绿光从左边照射单缝S 时，可在光屏P 上观察到干涉条纹．下列说法正确的是( )图3A ．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离增大B ．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大C ．减小双缝间的距离，中央亮条纹会变成暗条纹D ．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大答案AD解析根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，将绿光换为红光，波长变长，则干涉条纹间的距离增大，A正确；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，将绿光换为紫光，波长变短，则干涉条纹间的距离减小，B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间的距离增大，而且中央亮条纹仍然是中央亮条纹，C错误；根据双缝干涉条纹间的距离公式Δx＝ldλ知，增大双缝到屏的距离，即l增大，干涉条纹间的距离增大，D正确．例2在杨氏双缝干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m，则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为______________．答案 1.178×10－2 m解析由Δx＝ldλ可知Δx＝1.178×10－3 m，则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为x＝10Δx＝1.178×10－2 m.二、实验原理与操作例3在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图4)，下列说法错误的是()图4A．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．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝a n－1D．将滤光片放在单缝与双缝之间不改变实验结果答案 A解析调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放单缝和双缝，故A错误；测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B正确；n条亮条纹之间有n －1个间距，相邻两条亮条纹的间距Δx ＝a n －1，故C 正确；根据实验原理知D 正确．三、实验数据处理例4 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20 mm 的双缝，双缝与屏的距离为600 mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图5甲所示的干涉条纹．换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板中心刻线与第k 级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的________(填字母)，此时测量头的读数为25.70 mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板中心刻线与第k ＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是______ mm ，紫光的波长等于______ nm.图5答案 D 19.40 420解析 由干涉条纹间距公式Δx ＝lλd可知，换上紫色滤光片后，在其他条件不变的情况下，间距变小，干涉条纹变密，分划板中心刻线应该在正中央，所以为D.测量头标尺读数为19.40 mm.平均条纹间距Δx ＝25.70－19.405 mm ＝1.26 mm ，根据λ＝d lΔx ，解得λ＝420 nm.1．如图6所示，A 、B 、C 、D 代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：图6(1)如果A图样是红光通过双缝干涉产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适．(2)如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(3)如果将A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(4)如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适．答案(1)C(2)D(3)C(4)C解析光源由红光换成紫光时，λ变小，根据公式Δx＝ldλ可知，相应Δx也变小，(1)中应选C；双缝距离d减小时，Δx变大，(2)中应选D；双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx 变小，(3)中应选C；将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx也减小，(4)中应选C. 2．(多选)利用如图7所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法，其中正确的是()图7A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小答案ABD解析实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距公式Δx＝ldλ知条纹间距变宽，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C错误；把5个条纹间距数成6个，则Δx偏小，根据Δx＝ldλ，可知波长的测量值偏小，故D正确．3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图8所示．双缝间的距离d＝3 mm.图8若测定红光的波长，选用红色的滤光片，实验中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9甲所示，其读数为________ mm ；观察第5条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为______ mm.则可求出红光的波长λ＝________m ．(结果保留三位有效数字)图9答案 0 0.640 6.86×10－7 解析 由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 15－1＝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.1．(2019·厦门外国语学校高二下期中)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图1甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是( )图1 A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源答案 B解析改变一个实验条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝ldλ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错；减小双缝之间的距离d，B对；换用波长更长，即频率更低的单色光源，D错；减小光源到单缝的距离不会改变Δx，A错．2．(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，若用单色光照射后观察毛玻璃屏上的条纹如图2所示，则有()图2A．若只适当增大单缝的宽度，则条纹间距将减小B．若只适当增大双缝的间距，则条纹间距将减小C．若只适当增大照射光的频率，则条纹间距将增大D．若只适当增大双缝到光屏的间距，则条纹间距将增大答案BD3．(多选)利用图3中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是()图3A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄答案ABD解析由条纹间距公式Δx＝ldλ可知，A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D 项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．4．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强答案AC解析安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不致太暗．综上所述，可知选项A、C正确．5．(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象．图4为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏．现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是()图4A．N应选用遮光屏1 B．N应选用遮光屏3C．O应选用遮光屏2 D．O应选用遮光屏4答案AC6．某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中．(1)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图5所示．若要使两者对齐，该同学应如何调节________．图5A．仅左右转动透镜B．仅旋转单缝C．仅旋转双缝D．仅旋转测量头(2)如图所示中条纹间距表示正确的是________．答案(1)D(2)CE解析(1)发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头，故A、B、C错误，D正确．(2)干涉条纹的中心间距是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和，等于两个相邻的亮条纹(或暗条纹)的中心之间的距离，故题图C、E是正确的．7．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图6所示．图6(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝间距有关D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是________．(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图7所示，该读数为________ mm.图7答案(1)ACD(2)0.702解析(1)为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，由Δx ＝l dλ可知，条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关，所以A 、C 、D 选项正确．(2)固定刻度读数为0.5 mm ，可动刻度读数为20.2×0.01 mm ，所以测量结果为0.5 mm ＋20.2×0.01 mm ＝0.702 mm.8．(2020·厦门一中高二下期中)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图8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线对齐第6条亮条纹的中心时(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 ，双缝到屏的距离l ＝1 m ，则：图8(1)图乙中游标卡尺的示数为________ cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为________ cm.(3)所测光波的波长为________ m(保留两位有效数字)．答案 (1)1.250 (2)1.775 (3)6.6×10－7解析 (1)题图乙游标卡尺的固定刻度读数为 1.2 cm ，游标尺上第10个刻度游标读数为0.05×10 mm ＝0.50 mm ＝0.050 cm ，所以最终读数为1.2 cm ＋0.050 cm ＝1.250 cm.(2)题图丁游标卡尺的固定刻度读数为1.7 cm ，游标尺上第15个刻度游标读数为0.05×15 mm ＝0.75 mm ＝0.075 cm ，所以最终读数为：1.7 cm ＋0.075 cm ＝1.775 cm.(3)Δx ＝1.775 cm －1.250 cm 6－2≈0.131 cm 根据Δx ＝l dλ得，λ≈6.6×10－7 m. 9．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向________(填“上”或“下”)调节．(2)某次测量如图9所示，则读数为________ mm.图9(3)几位同学实验时，有的用距离为0.1 mm 的双缝，有的用距离为0.2 mm 的双缝；同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，下列选项图选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是________．(已知红光波长大于紫光的波长)答案 (1)上 (2)5.007 (3)BD解析 (1)发现筒的上壁照得很亮说明光线向上，即观察端偏下，所以应将观察端向上调节；(2)螺旋测微器的固定刻度读数为5 mm ，可动刻度读数为0.7×0.01 mm ＝0.007 mm ，所以最终读数为5 mm ＋0.007 mm ＝5.007 mm ；(3)根据Δx ＝lλd可知，当红光分别通过距离为0.1 mm 和0.2 mm 的双缝时，双缝距离越大的条纹间的距离越小，故B 正确；同理，当红光和紫光通过相同距离的双缝时即l 、d 相同情况下，波长越长的条纹间的距离越大，故D 正确．10．(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图10所示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：图10(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________．A ．将单缝向双缝靠近B ．将屏向靠近双缝的方向移动C ．将屏向远离双缝的方向移动D ．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则单色光的波长λ＝________.(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20 m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字)．答案 (1)B (2)d Δx (n －1)l(3)630 解析 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式Δx ＝l dλ可知，需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ，故B 项正确，A 、C 、D 项错误．(2)由题意可知，Δx n －1＝l d λ，解得λ＝d Δx (n －1)l. (3)将已知条件代入公式解得λ＝630 nm.。
实验：用双缝干涉测量光的波长学案 人教课标版(精汇教案)
实验：用双缝干涉测量光的波长学案人教课标版（精汇教案）实验：用双缝干涉测量光的波长学案人教课标版（精汇教案）第十三章光.实验：用双缝干涉测量光的波长[学习目标]、了解光波产生稳定的干涉现象的条件；、观察双缝干涉图样；、测定单色光的波长。
[重点和难点].光的干涉条件的理解.干涉条纹间距的测量与计算[课前预习].如图所示，由几何关系可知光程差?r?dx，当两束光的路程差为波长的整数倍时才会出l现亮条纹，即亮条纹中心的位置为十、吉隆坡？（k？0,1,2），然后是两条相邻的亮条纹还是暗条纹？是吗？，即条纹宽度和d的中心间距是?x?以上分析可知：干涉条纹的宽度是指两亮条纹或两暗条纹中心线之间的距离。
观察光的干涉图样时，应按照教科书中的图示进行安装，光源、单缝和双缝的中点以及遮光圆柱的轴线应共线。
单缝和双缝应相互平行。
当双缝和屏幕之间的距离保持不变时，双缝之间的距离越大，单色光的干涉条纹宽度？X更窄；在相同条件下，不同颜色光的干涉条纹宽度？X是不同的。
.由于双缝间距是已知的，而双缝到屏的距离可用米尺来测量，条纹宽度可用测量头测量，则波长??d?x，由此即可测量光的波长。
l.测量头实际上是一个螺旋测微器，测量时应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，记下此时的读数，然后使分划板的中收刻线与另一亮条纹的中心对齐，记下此时的读数，为减小实验误差可测量个条纹宽度为，则两条相邻亮条纹的宽度（条纹宽度）?x?a。
n?1【预习检测】在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到彩色干涉条纹。
如果一个红色滤光片（只能通过红光）放在一个狭缝的前面，而一个绿色滤光片（只能通过绿光）放在另一个狭缝的前面，则（）。
只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但在屏上仍有光亮．屏上无任何光亮在单色光的双缝干涉实验中，下列说法是正确的（）。
教学设计1：实验：用双缝干涉测量光的波长
实验：用双缝干涉测量光的波长教学设计
【教学目的】
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Δ＝错误!λ测定波长的方法．
4．会用测量头测量条纹间距离．
【教学器材】
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【实验原理】
1．相邻明纹暗纹间的距离Δ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，1、，两缝与
M2M1M
2
0.2 mm700
mm1 .16 mmm；
2利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹或暗纹间的距离Δ＝________ mm；这种色光的波长λ＝________ nm
【解析】1由游标尺的读数规则可知：2＝＋1× mm＝15.02 mm；
2题图乙a中暗纹与题图丙a中暗纹间的间隔为6个，
故Δ＝错误!＝2.31 mm；
由Δ＝错误!λ可知λ＝错误!＝×102 nm 【答案】12×102。
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。
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案。
一、实验原理双缝干涉实验是测量光的波长的重要工具。
在实验中，将两个狭缝放置于光源前方，在屏幕后方观察到干涉条纹。
通过干涉条纹的间距，可以计算光的波长。
实验原理如下：图1. 双缝干涉实验原理如上图所示，光源S向双缝a和b发出平行光线，经过两个狭缝的干涉后，在屏幕上会形成亮暗相间的干涉条纹。
当两束光线在D点聚焦时，由于路程差为整数个波长，因此两束光线处于相长干涉。
这时屏幕上会出现明条纹；但当两束光线路程差为半波长，即两束光线处于相消干涉，屏幕上会出现暗条纹。
通过测量相邻亮条纹间的距离d，我们可以计算出光的波长λ：其中，D为双缝到屏幕的距离，d是相邻亮条纹的距离，x是屏幕上的偏移量。
二、实验步骤1.准备实验器材，包括光源、双缝板、屏幕、卡尺等。
2.将双缝板放置于光源前方，调整双缝板至与光源垂直，使光线能够通过狭缝板。
3.将屏幕放置于双缝板后方，与狭缝板垂直，调整屏幕与双缝板的距离，确保显示出清晰的干涉条纹。
4.调整光源亮度和角度，以确保干涉条纹清晰可见。
5.通过卡尺测量相邻亮条纹的距离d，并计算出光的波长λ。
三、物理教案1.实验目的通过双缝干涉实验，掌握测量光的波长的方法，加深对波动光学理论的理解。
2.实验器材光源、双缝板、屏幕、卡尺。
3.实验原理实验原理与实验步骤相同，此处不再赘述。
4.实验步骤实验步骤与上述相同。
5.实验数据通过卡尺测量距离d，如下表所示：| 相邻亮条纹距离d/cm | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 || ------------------ | - | - | - | - | - || d | | | | | |6.实验结果通过上表计算，求得光的波长λ为_________。
7.实验总结通过实验，我们了解了双缝干涉实验的原理和测量光的波长的方法。
同时还掌握了科学实验的基本操作技能，提高了我们的动手实践能力。
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。
第十三章实验用双缝干涉测量光的波长
(3)0.641 10.293 536
[练3] 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距 离d的大小恰好是图实－5中游标卡尺的读数，如图丁所示； 双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出， 如图丙所示；实验时先移动测量头(如图甲)上的手轮，把分 划线对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所示)，并记下螺 旋测微器的读数x1(如图戊所示)，然后转动手轮，把分划线 向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数 x2(如图己所示)，由以上测量数据求该单色光的波长．
解析：(1)在用光的干涉测波长的实验中，光具座上从 左向右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光
屏和测量头．
(2)由Δx＝λ可知，当增大双缝到光屏间的距离l或减小 双缝之间的距离d或增大光的波长λ时，光屏上相邻两条 亮纹之间的距离将增大．故选项B正确． (3)亮条纹在读数时由螺旋测微器原理知图甲读数为 0.641 mm，图乙读数为10.293 mm. 由Δx＝＝1.6087 mm得 λ＝Δx＝×1.6087 mm ＝5.36×10－7m＝536 nm. 答案：(1)滤光片 单缝 双缝 (2)B
五、数据处理 1．条纹间距 Δx＝|an2－－a11|. 2．波长 λ＝dl Δx. 3．计算多组数据，求 λ 的平均值． 六、注意事项 1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保
养．
2．安装时，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、双缝平行且间距适当．
2、干涉条纹间距与光的波长的关系 分析（3-4课本80页，课后自主分析）
3.根据 λ＝dl Δx 可以计算出单色光
的波长．公式中 d 为双缝间距离，
Δx 为相邻两条亮纹间的距离，l
为双缝到屏之间的距离，实验中
《实验：用双缝干涉测光的波长》教学案3
《实验：用双缝干涉测量光的波长》教案一、实验目的1 •理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器.2•观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样.3. 掌握利用公式△ x = d入测波长的方法.二、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（暗）条纹间的距离△ x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离I、单色光的波长入之间满足入=d • △ x/1 .三、实验器材双缝干涉仪，即：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.附：测量头的构造及使用如图1甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，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，再次记下手轮上的刻度.两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离.a实际测量时，要测出n条亮条纹（暗条纹）的宽度，设为a，那么△ x=--n —|四、实验步骤1. 安装仪器（1）将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示.甲乙(2) 接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光.调节各部件的高度，使光 源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.⑶ 安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝相互平行.2. 观察与记录(1) 调整单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹.(2) 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.3 •数据处理d用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离I ，由公式入二x 计算波长.重复测量、计算，求出波长的平均值.五、 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 测量不准，或 双缝到屏的距离测不准都会引起误差， 但都属于偶然误差，可采用多次测量取 平均值的方法来减小误差.六、 注意事项1. 调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，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和条纹的中心对齐，记清此时手 轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此滤光片单駅双缝 旬1…J …t 遮比筒(3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手 轮上的读数a i ；转动手轮，使分划板向一侧移动, 条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数当分划板中心刻度线与第n贝U 相邻两条纹间的距) ，测量其他色光的波长.离△时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条纹间的距离．4. 不要直接测△ x,要测多个亮条纹的间距再计算得△ x,这样可以减小误差．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. 记忆口诀亮光源、滤光片,单缝双缝成一线；遮光筒、测量头,中间有屏把像留；单缝双缝平行放,共轴调整不能忘；分划线、亮条纹,对齐平行测得准；n 条亮纹读尺数,相除可得邻间距；缝距筒长记分明,波长公式要记清.例 1 在“用双缝干涉测光的波长”实验中：(1) 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,现准备了下列仪器：A.光源，B.双缝片，C.单缝片，D.滤光片，E.毛玻璃(其中双缝片和光屏连在遮光筒上) .把以上仪器安装在光具座上时,正确的排列顺序是.(2) 关于本实验，正确的说法是( )A. 实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B. 观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C. 看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放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，且红条纹的间距比绿条纹的间距大D. 测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数例2利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d= 0.4 mm,双缝到光屏的距离I二0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图3所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，贝1 2 1 2III II III lllll III lll cm 11 III lllll I. Ill lll cmmililm] i |ni]]lfff|A甌SS '减置渎数图3(1) 分划板在图中A B位置时游标卡尺读数分别为X A=mm X B=______ mm相邻两条纹间距△ x= _______ m m(2) _______________________ 波长的表达式入= (用△ x、I、d表示)，该单色光的波长入= _______ m(3) 若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将“变大”、“不变”或“变小”).例3在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图4所示的方法，让激光束通过自制的双缝.(1) 保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________ (选填“越大”或“越小”);⑵保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距_______ (选填“越大”或“越小”);(3) 在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时______ (选填“大”或“小”)•1 •利用图5中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是( )图4A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C•将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄2. 某同学在做双缝干涉实验时，按各元件的合理顺序正确的安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于( )A. 光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B. 没有安装滤光片C•单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强3. 如图6所示是用双缝干涉测量光的波长的实验设备示意图.图6(1)图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是⑵以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( )A. 增大③和④之间的距离B. 增大④和⑤之间的距离C•将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离(3) 在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600 mm双缝之间的距离是0.20 mm,单缝到双缝之间的距离是100 mm某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心! ------------------------1 U JI图5刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图7甲所示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对 准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示•这两次示数依次为_______ mm 和 ______ m m 由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波 长为 ________ nm.以测量红光的波长. 遮光筒(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 C 、 _____ 、 ___ 、 ___ 、A.(2) 本实验的步骤有：① 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照 亮；② 按合理的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 用刻度尺测量双缝到屏的距离；④ 用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.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 9甲所示•然后同方向转动测量头，使分划板 中心刻线与第 6条亮纹中心对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为 mm 求得4 •现有毛玻璃屏 A 、双缝 B 、 白光光源C 单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用图7—O二 0=_ —£1相邻亮纹的间距△ x为 _________________________ mm.甲乙图9⑷已知双缝间距d为2.0 X 10-4 m,测得双缝到屏的距离I为0.700 m , 由计算式入= ______________ ，求得所测红光波长为 ________ nm.5•在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上(如图10所示)，并选用缝间距d = 0.2 mm的双缝屏•从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L= 700 mm然后，接通电源使光源正常工作.光源凸邊境逑光片弧最瑕醴速吒間测只头朋冃链'卜一…一一(1) 已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度•某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图11(a)所示，图(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图(b)中游标尺上的读数X— 1.16 mm 接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图(c)所示，此时图(d)中游标尺上的读数X2= _________________ mm(2) 利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离△ x = ______ mm这种色光的波长入= _________ nm.答案课堂探究例 1 (1)ADCBE或EBCDA (2)ACDd例 2 (1)11.1 15.6 0.75 (2) j-A x 6.0 X 10_7(3)变小例3 (1)越大⑵越大(3)小随堂训练1. ABD2.AC3. (1)滤光片、单缝、双缝(2)B(3) 0.641( ± 0.002) 10.293( ± 0.002)5364. (1) E D B (2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当-A x⑶ 13.870 2.310 ⑷一j 6605. (1)15.02 (2)2.31 660。
实验：用双缝干涉测量光的波长 说课稿 教案 教学设计
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 ·2λ，n =0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n +1） 2λ，n =0、1、2…时，出现暗纹。
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。
(教案)实验：用双缝干涉测量光的波长人教版高中选择性必修 第一册
实验:用双缝干涉测量光的波长【教学目标】1．了解“双缝干涉测量光的波长”的实验原理和实验器材,进一步理解影响干涉条纹间距的因素。
2．观察干涉图样,加深对干涉图样的认识和理解。
3．通过实验,学会用光的干涉测定单色光的波长。
【教学重难点】1．观察干涉图样,加深对干涉图样的认识和理解。
2．通过实验,学会用光的干涉测定单色光的波长。
【教学过程】一、复习导入1．产生稳定的干涉条纹的条件:两光频率相同。
2．（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹。
3．同样条件的双缝实验,用不同的色光得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。
Δx=l d λ4．单色光干涉条纹的特点是等间距的,明暗相间的。
二、新课教学（一）实验原理由Δx=ld λ得λ=dlΔx这就是用双缝干涉测量光的波长的实验原理。
（二）实验装置1．了解实验仪器:2．实验仪器的调节:①光源、透镜、遮光筒等应该共轴调节方法:调节光源和透镜的高度,让两者和遮光筒等高。
在未安装单缝和双缝时,能从遮光筒的另一端看到光源。
②双缝应该竖直放置③单缝、双缝的放置方向应平行调节方法:可以通过拨杆来调节单缝的放置方向。
3．观察白光的干涉图样:（1）看不到图样或图样较暗。
原因:光源、透镜、遮光筒不共轴。
（2）干涉条纹是斜的。
原因:双缝不是竖直放置的。
（3）条纹不清晰。
原因:单缝、双缝的放置方向不平行。
4．分两大组观察红光和蓝光的干涉图样:红光双缝间距0.18mm红光双缝间距0.36mm蓝光双缝间距0.36mm（三）物理量的测量1．??的测量让学生判断是测量哪一段的距离,最后教师给出结果,并得出测量方式:双缝到屏的距离??可以用刻度尺测出。
2．????的测量介绍测量头:提问:如何测量误差较小?测量??个亮条纹间的距离??,则:∆x=a/(n−1)教师提醒学生注意在测量n个亮条纹的距离时,要朝同一个方向旋转测量头。
最后用公式求出光的波长:λ=dΔxl（四）拓展:其他的测量方法1．牛顿环2．菲涅耳双棱镜3．法布里—珀罗干涉仪4．光栅5．分光计【课堂练习】1．在杨氏双缝干涉实验中,保持双缝到屏的距离不变,调节双缝间距离,当距离增大时,干涉条纹距离将变________,当距离减小时,干涉条纹间距将变________。
(完整word)试验用双缝干涉测光的波长教案
13.4实验：用双缝干涉测光的波长主备人：陈素勇 审核人：顾培文【教学目标】一、知识与技能1、复习巩固双缝干涉实验原理。
2、观察双缝干涉图样，掌握实验方法。
3、测定单色光的波长。
二、过程与方法分析实验原理、介绍实验仪器、结合学生自主学习、动手实验。
三、情感、态度与价值观培养工作中的合作精神、耐心细致的实验态度.【教学重点】 L 、d 、λ的准确测量。
【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、课前导学1、 复习光的干涉现象2、 条纹间距可能与那些因素有关呢？二、质疑讨论 1、 实验原理 自主学习 书本56页 2、 思考、讨论 a) 设P 1 P 0相距为x ,入射的激光的波长为λ,21世纪教育网 试着推导x ，l ，λ,d 之间的关系b) 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx =c) 测波长的公式为λ=d) 根据测波长的公式,预计实验时所用的器材有哪些？e) 改变什么条件可以增大相邻亮条纹的距离以便于测量？f) 不同颜色的单色光的干涉条纹会有什么不同？请你作出猜想，并在后面的实验中验证3、测量方法两条相邻明(暗）条纹间的距离Δx 1用测量头测出,Δx =|a 1-a 2|。
Δx 很小，直接测量时相对误差较大,通常测出n 条明条纹间距离a ，再推算相邻两条明（暗）条纹间的距离，即条纹宽度Δx =1n a . 4、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挡板 屏 lP 0 1 S S 激光束(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到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。
选修3-4第十三章第3节用双缝干涉测量光的波长教案
学校：临清实验高中：物理编写人：孙秀芝审稿人：孔庆生选修3-4第十三章第3节用双缝干涉测量光的波长一、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l xd∆=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。
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教学案 新人教版选修34
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．相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx 与入射光波长λ之间的定量关系推导如图1341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。
图1341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…)，相邻两亮纹或暗纹的中心间距：Δx ＝l d λ。
2．测量原理由公式Δx ＝l d λ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 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1342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。
图1342三、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。
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学校：临清实验高中学科：物理编写人：孙秀芝审稿人：孔庆生
选修3-4第十三章第3节用双缝干涉测量光的波长
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
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。
5、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 ，根据公式l x d ∆=
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。
6、通过合作探究导出实验的注意事项
（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到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。
课堂巩固训练
1题：（见导学案）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 答案：A
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
九、板书设计十、教学反思（根据实际情况写）。