第四章 第5节 实验：用双缝干涉测量光的波长（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

实验器材 双缝干涉实验仪(包括：光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光管、拨杆、光屏及测量头)、学生电源、导线、米尺。 实验步骤 1．器材的安装与调整 (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，使单缝与双缝平行。 (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。 2．观察双缝干涉图样 (1)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，直到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彩色的，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，红色在最外侧。 2．改变双缝中心距离d，重复上述实验。 误差分析   产生原因 减少方法 偶然误差 l和Δx的测量 多次测量取平均值 系统误差 分划板刻线与干涉条纹不平行 调节单、双缝使分划板刻线与干涉条纹平行 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着亮(或暗)条纹的中心。 4．要多测几条亮条纹(或暗条纹)中心间的距离，再求Δx。 5．照在光屏上的像很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行。 二、他版教材实验多融通 (一)鲁科版教材实验方案　 [差异解读] (1)实验原理和实验方案与教科版实验方案相同。 (2)与教科版相比少了透镜。 (二)粤教版教材实验方案　 [差异解读] (1)实验原理和实验方案与教科版实验方案相同。 (2)与教科版相比，少了透镜和拨杆。 [典例1]　(2021·浙江6月选考)图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中： (1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是__________。(单选) A．旋转测量头 B．增大单缝与双缝间的距离 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 实验原理与操作 (2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是______ 。(单选) A．减小单缝与光源间的距离 B．减小单缝与双缝间的距离 C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与测量头间的距离 [解析]　(1)若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行，故C正确。 [答案]　(1)C　(2)D (1)牢记实验仪器在光具座上的排列顺序。 (2)弄清影响条纹清晰度的因素。 (3)弄清影响条纹间距的因素。　　 [典例2]　(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图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： (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 数据处理和误差分析 (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)。 1．[实验原理的创新]如图所示为“双棱镜干涉”实验装置，其中S 为单色光源，A为一个顶角略小于180°的等腰三角形棱镜，P为 光屏。S位于棱镜对称轴上，屏与棱镜底边平行。调节光路，可 在光屏上观察到干涉条纹。这是由于光源S发出的光经棱镜作用后，相当于在没有棱镜时，两个分别位于图中S1和S2位置的相干光源所发出的光的叠加(S1和S2的连线与棱镜底边平行)。已知S1和S2的位置可由其他实验方法确定，类比“用双缝干涉测量光的波长”的实验，可以推测出若要利用“双棱镜干涉”测量光源S发出的单色光的波长，需要测量的物理量是________________、_____________和________________。 创新考查角度和创新思维 答案：S1和S2之间的距离d　S1(或S2)与光屏间的距离l　干涉条纹的间距Δx 2．[实验原理的创新]洛埃德在183