4.5 用双缝干涉实验测定光的波长 课件 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第一册

第五节 用双缝干涉实验测定光的波长 一、问题设置 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。 思考：能否结合过往学过的知识，设计一个合理的实验测定波长？ 相邻明条纹（或暗条纹）间距 x与光的波长λ、观察屏到双缝挡板距离L、双缝间距d之间的关系式为： 若能测出其中的 x、L和d，就可以求出λ！ Δ Δ 2 二、实验设计 1.实验方案：用双缝干涉实验测定光的波长。 2.实验原理：测出其中的相邻明条纹（或暗条纹）间距Δx、观察屏到双缝挡板距离L和双缝间距d，就可以求出λ。 思考： （1）如何得到相干光？ （2）如何测量所需物理量？ 测量头（类似螺旋测微器） 1.白光通过滤光片得到单一颜色的光，经过单缝得到一束光，穿过双缝后得到相干光。 2.用刻度尺可以测量d和L， x太小，需要更精密的器材才能准确测量 Δ 二、实验设计 3.实验装置 双缝干涉仪（实物图） 双缝干涉仪（简化图） 测量头 【补充】 测量头的使用方法 （1）读数方法和螺旋测微器一样； （2）分别记下分刻线中心刻度对齐相邻条纹中心的刻度x1和x2，则间距为两个刻度的差值。 读数方法： 主尺读数+（螺旋刻度×精确度） 三、实验操作 1.测量双缝间的距离d（多测几次取平均值）。 2.设计表格，操作并记录数据（表格如下）。 注意：为了保证光源、滤光片、单缝、双缝、光屏的中心同轴，单缝和双缝的间距调到5-10cm为宜。 【思考讨论】相邻条纹间距比较小，相对误差较大，实验可以进行怎样改进以提高精确度？ 如图所示是某同学用“双缝干涉法”测定某单色光波长的实验示意图。他测得单缝到双缝的距离为80mm，双缝间距为200μm，双缝到墙壁的距离为60cm，墙壁上的干涉图样及尺寸如下图。则该单色光的波长是多少？ 【随堂练习】 四、讨论与实践 1.能否用双缝干涉仪同时观察到不同单色光的干涉条纹？如果能，试比较不同波长的色光对应的干涉条纹的宽窄变化。 2.利用两支铅笔，通过打有小孔的铝箔或者胶片、刀片、羽毛、纱巾等观察发光的光源，可以看到什么现象？如何解释？ 3.光栅位移测量技术。 【随堂练习】 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ ）。 A．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 B．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 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但在屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮 【随堂练习】 五、课堂小结 $