1、物 理 选修3-4 人教版新课标导学第十三章 光 第四节 实验：用双缝干涉测量光的波长 掌握用双缝干涉测光的波长的原理、操作、器材、注意事项掌握测量头的读数2 课内互动探究 4 课内课堂达标 课 内 互 动 探 究1实验原理如图所示，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S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0L相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 xLd已知双缝间距 d，再测出双缝到屏的距离 L 和条纹间距 x，就可以求得光波的波长。2实验器材光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及光具座。3实验步骤(1)按照如图所示的装置安装好仪器，调整光源的位置，
2、使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。(也可直接用双缝干涉仪)(2)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幕的距离 L，用测量头测出相邻的两条亮(或暗)纹间的距离 x。(5)利用表达式 dLx 求单色光的波长。(6)换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。4数据处理(1)转动手轮，使分划板中心刻线对齐某条亮纹的中央，如图所示。记下手轮上的读数 a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数 a2；并记下
3、两次测量时移过的条纹数 n，则相邻两亮条纹间距 x|a2a1|n1。(2)用刻度尺测量双缝到光屏的距离 l(双缝间距 d 是已知的)。(3)将测得的 l、x 代入 xld 求出光的波长。(4)多次重复上述步骤，求出波长的平均值。5注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。间距大约为 510 cm。(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x。(5)调节的基本依据：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，干涉条纹不清晰主要原因是单缝与双缝不
4、平行所致。(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、_、_、_、遮光筒、光屏。对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取_ 或 _的方法。滤光片 单缝 双缝 增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是_(填数字代号)。(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是_ mm。(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝
5、和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是_ m。(取三位有效数字)1.610 5.37107 解题指导：解答此题应注意以下几点：(1)螺旋测微器的读数方法，注意半格线是否露出。(2)由 x an1计算条纹间距。(3)由波长的计算公式 xdl 计算波长，注意各物理量的单位。解析：(1)由实验原理可知分别是滤光片、单缝、双缝。由 xld 可知，要增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取的办法有：增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；减小双缝之间的距离。(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是、。(3)甲图读数是 0.045 mm，乙图读数是 14.535 mm，它们的差值是 14.4
6、90 mm，中间跨越了 1019 个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是 x14.4909 mm1.610 mm。(4)光的波长 xdl5.37107 m。对点训练1(2017四川省资阳市高二下学期期末)“利用双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距d0.4 mm，双缝到光屏的距离L0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：(1)分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读数 xA11.1 mm，xB_ mm，相邻两条纹间距 x_ mm；(2)波长的表达式 _(用 x、L、d 表示)，该单色光的波长 _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_(填“变大”、“不变”或“变小”)。15.6 0.75 dLx6.0107变小解析：(1)由游标卡尺读数规则读出 xB15.6 mm，相邻两条纹间距 xxBxA60.75 mm(2)波长表达式 dLx，将数据代入得 6107 m(3)频率变大则波长变小，所以 x 将变小。课 内 课 堂 达 标
