2020学年高中物理第五章光的波动性第2节《实验探究：用双缝干涉测光的波长》教案教科版选修3-4

、实验探究：用双缝干涉测光的波长

实验目的: 利用双缝干涉产生的条纹测绿光的波长

重点难点

重点：利用双缝干涉产生的条纹测绿光的波长

难点：J2515 型双缝干涉仪的调节与使用，观察到双缝干涉现象并测量光的波长设计思想通过上一节课的学习，学生初步了解了双缝干涉的现象和相关变化规律，通过本节课的操作和观察，可以进一步地了解光波产生稳定的干涉现象的条件，观察白光及单色光的干涉图样，并测定单色光的波长。学生在实验中，通过了解每个实验元件的作用，学会科学设计实验仪器和实验方案的思维方法，并促进学生对相关知识的应用能力的提高，并培养学生精益求精、实事求是的科学态度和作风，让学生体验探究科学的艰辛与喜悦。

实验器材J2515型双缝干涉仪、电源（交流12V）、灯泡（12V、15~24W单丝）、凸透镜

（f=5cm）、

光具座等

教学设计

【课堂引入】

问题：光的双缝干涉的现象是怎样的？干涉条纹的宽度和间距哪些因素有关？追问：能否利用光的双缝干涉的条纹测量光的波长？如何测量？

【课堂学习】

学习活动一：介绍J2515型双缝干涉仪的结构和使用方法

问题1：J2515型双缝干涉仪的主要结构是怎样的？各有什么作用？

结构：滤色片（含片座、、单狭缝（含缝座、、单缝管、拨杆、遮光管、接长管、测量头、

光源滤光片单缝双缝遮光筒屏

图一1 双缝干涉仪

游标尺（50分度）、滑块、手轮、目镜、分划板、半圆形支架环（两个）

（拆分实验器材，边讲解边组装，在认识结构的同时，也了解仪器各部分的作用,

学会组装实验器材）（详见书P83右侧注释）

问题2：J2515型双缝干涉仪该如何调节和使用？

1、把直径约10cm长约1m的遮光筒水平放在光具座上的半圆形支架环上，使

其轴线与光具座的导轨基本平行；另一端装上毛玻璃屏，在筒的观察端装上测量头。

2、打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝。单缝和双缝间的距离约为5cm~10cm使缝相互平行, 中心大致位于遮光筒的轴线上。适当转动拨杆，使双缝与单缝平行；这时在屏上就

图一2 白光的双缝干涉图样

会看到白光的双缝干涉图样（如图一2）。

3、在单缝和光源间放上滤光片就可见到单色光的双缝干涉图样（如图一3）

图一3 单色光的双缝干涉图样

学习活动二：利用双缝干涉条纹测单色光的波长

4、根据d %测定单色光的波长

双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离I可以用米尺测出，相邻两条亮

（暗）纹

间的距离x用测量头（如图一4）测出。

测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会左右移动。

安装测量头时，要卸下观察筒，换上测量头。

调节目镜，在视场中出现清晰的干涉条纹及分划板上的刻线。

测量时，转动测量头，使分划板中心刻线平行于干涉条纹并对齐条纹的中心（如图一5），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。

d x

测出n ——可计算出光的波长。

I

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，并根据公式

d x

丁可计算出相应的波条亮（暗）纹间的距离a，就可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距

离x —J。根据公式长。

n 1

问题3:为什么不直接测量△ X，而要测量n条条纹间距？实验记录与分析：

参考数据l=（600+100）mm 2mm, d=0.250 0.003mm或0.200 0.003mm）,图—4 测量头图一5

红=6600 100 埃,绿=5350 100 埃; 参考表格:

结论:

【实验报告设计】

实验探究：用双缝干涉测光的波长

实验目的：

实验原理：

实验器材：

实验步骤:

实验记录：误差分析：【课堂反馈】

1．在用双缝干涉测光的波长的实验中，光源与屏之间应依次放置（

A.单缝、滤光片、双缝 B ?滤光片、单缝、双缝

C.滤光片、双缝、单缝 D ?双缝、单缝、滤光片

2 ?双缝干涉实验装置中，双缝间距为d,双缝到光屏间距为L,

屏上见到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹及改变条件后其变化情况，确的是（）

A.屏上所有亮线都是双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的, 是波谷与波谷叠加形成的

B.若将屏向右或向左平衡一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹

C?若将双缝间距离d变小，则光屏上相邻的明条纹间距变小

）

调整实验装置使光下列说法中正

而所有暗线都光屏上相邻的暗条