4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第四章 光 第4节 实验：用双缝干涉测量波的波长 人教版（2019）选择性必修一 目录 一、实验目的 二、实验原理 三、实验装置及器材 四、物理量的测量 五、实验步骤 六、实验数据记录及处理 七、常见问题及注意事项 八、实验误差分析 红光干涉条纹 紫光干涉条纹 蓝光干涉条纹 观察不同波长的光产生的干涉条纹是不一样的，如果单色光产生的干涉条纹图像变成了黑白色，你能判断出来这是什么光的干涉条纹吗？怎么判断？ 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 一、实验目的 掌握用公式 测定波长的方法 二、实验原理 相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为: 单 色 光 温馨提示：用双缝干涉实验仪实验，双缝间距d是已知的；只要测出双缝到屏的距离l 和相邻两条亮纹(或暗纹)中心间距Δx，就可以计算出入射光波长的大小。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 三、实验装置及器材 滤光片 双缝干涉实验仪 双缝干涉仪（光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头）、刻度尺、学生电源、导线 滤光片：装在单缝前，使光成为单色光 单缝：作为线光源 双缝：作为两个相干光源 毛玻璃屏：在屏上观察干涉条纹 透镜：将点光源变成平行光 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 四、物理量的测量 1、双缝的距离 d 可以在实验器材上直接读出 滤光片 l 2、双缝到屏的距离 l 的测量 可以用刻度尺测出 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 3、相邻两条亮条纹间距 ∆x 用双缝干涉仪自带的测量头测量 分划板 目镜 手轮 转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数。然后转动手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数。两次读数之差表示这两个条纹间的距离 ∆x 。 螺旋测微器 游标卡尺 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 为了减小测量误差，可测多个亮条纹间的距离，再求出相邻两个条纹间的距离。（可测出 n 条亮条纹间的距离 a，再求出相邻两个亮条纹间的距离 ） 第1条 第n条 读数：X1 读数：X2 15 20 5 10 0 20 25 15 第1条时读数 第n条时读数 15 20 5 10 0 30 35 40 45 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 1. 安装安放好双缝干涉实验仪。 滤光片 2. 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。（中心在同一高度） 3. 放好单缝和双缝（缝沿竖直方向，单缝和双缝间距离约为5cm～10cm）。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。 4. 在单缝与光源之间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样。 5. 测量双缝到屏的距离 l 和相邻两条亮条纹间的距离 ∆x 并记录。 五、实验步骤 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 五、实验步骤-实验演示 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 六、实验数据记录及处理 1. 调节测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹； 2.使分划板中心刻线与左端某条(记为第1条)亮纹中心对齐，记下此时测量头刻度x1，将测量头朝右端移动，记下第 n 条亮纹中心位置x2；则第1条亮纹与第 n 条亮纹中心间距为a=x2-x1，则相邻亮纹间距为： 3. 测出l、d、 Δx ； 4. 代入公式 ，得到所测波长。 5.换用不同的滤光片，测量其他色光的波长 第1条亮纹及读数 第n条亮纹及读数 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 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．要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx. 5．调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行． 常见问题 1.看不到图样或图样较暗； 2.干涉条纹是斜的； 3.条纹不清晰。 原因：双缝不是竖直放置。 原因：单缝、双缝的放置方向不平行。 原因：光源、透镜、遮光筒不共轴。 注意事项 七、常见问题及注意事项 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 八、实验误差分析 1．双缝到屏的距离的测量误差 因本实验中双缝到屏的距离非常长，的测量误差不太大，但也应选 用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差． 2．测条纹间距带来的误差 (1)干涉条纹没有调到最清晰的程度． (2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰