实验：用双缝干涉测量光的波长示范教案.pdf

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1、 1/3 4 实验：用双缝干涉测量光的波长 教学目标(1)会根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系，确定测量光的波长的实验思路。(2)能设计实验方案并正确操作实验器材，得到明显的干涉条纹。(3)知道两种测量头的操作和读数规则，并获得数据。(4)对测量数据进行整理，得到波长的测量值。教学重难点 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、L、d、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、刻度尺、多媒体课件等。教学过程 新课引入(多媒体辅助)教师展示多媒体课件中的问题并提问，学生作答。讲授新课 一 实验思路 教师：可见光的波长范围在 780400

2、nm 之间，我们如何利用双缝干涉进行测量？学生讨论：由双缝干涉相邻亮条纹的间距和光的波长之间的关系为 x，可以得到 x。只要测出双缝到屏的距离 l 和相邻两条亮条纹间的距离 x、双缝间的距离 d，就可以得到单色光的波长。xlddl 2/3 教师：双缝间的距离 d 在双缝玻璃上已标出，那么如何测量双缝到屏的距离 l 和相邻两条亮条纹间的距离 x 呢？教师引导学生共同讨论：(1)使分划板中心刻线对齐某条(记为第 1 条)亮条纹的中央，记下手轮上的读数 a1，转动手轮，使分划板中心刻线移动，当中心刻线与第 n 条亮纹中央对齐，记下移动的条纹数 n 和移动后手轮的读数 a2，则相邻两条纹间的距离。(2

3、)用刻度尺测量双缝到光屏间距离 l。二 实验过程(教师指导学生按步骤进行实验，也可引导学生先设计好步骤，分析研究后再进行，教师可将实验步骤投影)。步骤：(1)将光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上；(2)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光屏；(4)安装双缝，使双缝与单缝的缝平行；(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹；(6)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹；(7)测出 l、d、x；(8)代入公式 x 得到所测波长；(9)分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波

4、长。实验过程中教师要注意指导：(1)双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，实验前教师要指导学生轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒，测量头等元件，学生若有探索的兴趣应在教师指导下进行。(2)滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘，要指导学生用擦镜纸轻轻擦拭，不用其他物品擦拭或口吹气除尘。(3)指导安装时，要求学生注意调节光源、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，引导学生分析理由。(4)光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。(5)实验中会出现诸如屏上的光很弱的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致；干涉条纹的清晰与否与单缝和双缝是否平行有关。1

5、12naaxdl 3/3(6)实验过程中学生还会遇到各种类似“故障”，教师要鼓励他们分析查找原因。典题剖析 例 1 在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节_，_和_，_的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出 n 条明纹间距离 a，则两条相邻明条纹间的距离 x=_，双缝到毛玻璃屏的距离 l 用_测量，用公式_可以测出单色光的波长。答案：光源、滤光片、单缝、双缝、刻度尺、x 例 2 在用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为 0.210-3m，测得双缝到屏的距离为 0.700 m，分划板中心刻线对齐第一级亮条纹中央时手轮读数为 0.20010-3 m，第四级亮条纹所在位置为 7.47010-3 m，求红光的波长。若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度如何变化？答案：6.92210-7m 变小 解析：相邻条纹的间距为 根据 x 得，当改用频率更高的单色光做实验，其他不变，依据公式 x知那么波长变短，则干涉条纹的宽度变小。课堂小结 dldlld