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高中物理 5.2 实验探究:用双缝干涉测光的波长教案 教科版选修3-4


物理学案课题:§5、2 实验:用双缝干涉测光的波长
学习目标: 1、了解“用双缝测量光的波长”的实验原理,知道影响干涉条纹宽度的因素 2、经历用双缝干涉测量光的波 长的实验过程, 加深对双缝干涉图样的认识和 理解,养成合作意识。 重点难点: 本节的重点是利用两相邻亮条纹中心间距 的表达式测单色光的波长; 学习方法: 分组实验,合作探究 学 习过程: 1、实验目的: (1)观测白 光及单色光的双缝干涉图样 (2)测定单色光的波长 2、实验原理: (1)光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后相当于线光源,经双缝产生稳定 的干涉图样,通过屏可以观 察到干涉条纹;如果用白光通过双缝可以观察到彩色条 纹。 (2)若 双 缝到屏的距离用 l 表示,双缝间的距离用 d 表示,相邻两条亮条纹间 d 的距离用Δ

x 表示,则入射光的波长为 ? ?

d?x 。实验中 d 是已知的,测出 l、Δ x 即可测出光的波长 l

3、实验器材: 双缝干涉仪包括:光具座、光 源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头, 另外还有学生电源、导线、刻度尺 4、实验装置: 如教材上图所示,将直径约为 10cm、长约为 1m 的遮光筒平放在光具座上,筒的一端有双 缝,另一端装上毛玻璃 做光屏,其上有刻度,先取下双 缝,打开光源,调节光源高度,使他 发出的一束光恰好沿遮光筒的轴线照亮光屏,然后放好单缝和双缝,两屏相 距 5cm-10cm, 使 缝互相平行,且位于轴线上,这时可看到彩色干涉条纹,若在单缝屏和光源之间放置一块滤 光片,则可以观察到单色干涉条纹。 5、实验步骤 : (1) 调节双缝干涉仪 ,观 察光的双缝干涉现象 (2) 用单色光 入射得到干涉条纹 ,测出 n 条亮条纹的距离 a ,得相邻条纹间的距离

?x ?
(3)

a n ?1 d?x 计算出 l

利用已知的双缝间距 d,用刻度尺测出双缝到屏的距离 l,根据公式 ? ?

波长 (4) 换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹间的距离有什么变化,并求出相应的波长。

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【结 论】 6、注意事项 (1)调节双缝干涉仪时,要注意调节光源的高度,使它发出的一束光能沿着遮光筒的轴线把 屏照亮 (2)放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上 (3)调节测量头时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,记下此时手轮上的读数,转动测 量头,使分划板中心对齐另一条纹的中心,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示 这 两条条纹间的距离 (4)不要直接测Δ x,要测几个条纹的间距计算得到Δ x,这样可减小误差 (5)白光的干涉观察到的是彩色 条纹,其中白色在中 央,红色在最外层 。

小结:

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