1、1 / 7 实验：用双缝干涉测量光的波长实验：用双缝干涉测量光的波长 【教学目标】【教学目标】 1了解“双缝干涉测量光的波长”的实验原理和实验器材，进一步理解影响干涉 条纹间距的因素。 2观察干涉图样，加深对干涉图样的认识和理解。 3通过实验，学会用光的干涉测定单色光的波长。 【教学重难点】【教学重难点】 1观察干涉图样，加深对干涉图样的认识和理解。 2通过实验，学会用光的干涉测定单色光的波长。 【教学过程】【教学过程】 一、复习导入一、复习导入 1产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。 2 （1）半波长的偶数倍时出现亮条纹； （2）半波长的奇数倍时出现暗条纹。 3同样条件的双缝实验，用不同
2、的色光得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。 ? 陈 ? ? ? 4单色光干涉条纹的特点是等间距的，明暗相间的。 二、新课教学二、新课教学 （一）实验原理 2 / 7 由? 陈 ? ? ?得? 陈 ? ? ? 这就是用双缝干涉测量光的波长的实验原理。 （二）实验装置 1了解实验仪器： 2实验仪器的调节： 光源、透镜、遮光筒等应该共轴 调节方法： 调节光源和透镜的高度， 让两者和遮光筒等高。 在未安装单缝和双缝时， 能从遮光筒的另一端看到光源。 双缝应该竖直放置 单缝、双缝的放置方向应平行 调节方法：可以通过拨杆来调节单缝的放置方向。 3观察白光的干涉图样： （1）看不到图样或图样较暗。 原因：光
3、源、透镜、遮光筒不共轴。 （2）干涉条纹是斜的。 原因：双缝不是竖直放置的。 3 / 7 （3）条纹不清晰。 原因：单缝、双缝的放置方向不平行。 4分两大组观察红光和蓝光的干涉图样： 红光双缝间距 0.18mm 红光双缝间距 0.36mm 蓝光双缝间距 0.36mm （三）物理量的测量 1?的测量 让学生判断是测量哪一段的距离，最后教师给出结果，并得出测量方式：双缝到屏 的距离?可以用刻度尺测出。 2?的测量 介绍测量头： 4 / 7 提问：如何测量误差较小？ 测量?个亮条纹间的距离?，则：? 陈 8轜8轠8 轴8 教师提醒学生注意在测量 n 个亮条纹的距离时，要朝同一个方向旋转测量头。 最后
4、用公式求出光的波长：? 陈 ? ? 。 （四）拓展：其他的测量方法 1牛顿环 2菲涅耳双棱镜 3法布里珀罗干涉仪 4光栅 5分光计 【课堂练习】【课堂练习】 1在杨氏双缝干涉实验中，保持双缝到屏的距离不变，调节双缝间距离，当距离 增大时，干涉条纹距离将变_，当距离减小时，干涉条纹间距将变_。 答案：小大 2用单色光做双缝干涉实验时，测得双缝间距离为 0.4mm，双缝到屏的距离为 1m， 干涉条纹间距为 1.5mm，求所用光波的波长。 答案：610 -7m 5 / 7 3 光纤通信是 70 年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和 发展这种技术。发射导弹时，可在导弹后面连一根细如
5、蛛丝的光纤，就像放风筝一样， 这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用，光纤制导的下行光 信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为 0.85m 的单色光。 而上行光信号是铟镓砷 磷发光二极管发射的在纤芯中波长为 1.06m 的单色光， 这样操纵系统通过这根光纤向 导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息，回答下列问 题： （1）在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？ （2）为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？（已知光纤纤芯 的折射率为 1.47） 答案： （1）157m， （2）如果上行光信号和下行光信号频率相同，会发生干涉现象。
6、相互间产生干扰。 4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 解析：题目中给出的条件是：以白光为光源时，在屏幕上得到了彩色的干涉条纹。 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） ，那么，从双缝射出的则是频率不同的红色光和绿色光
7、，所以不可能产生 干涉条纹，故 A、D 错；而其他颜色的光不可能透过滤光片，故 B 亦错。虽然不能产生 干涉条纹，但仍有光照在屏上，故 C 对。 6 / 7 答案：C 5用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（） A相邻干涉条纹之间距离相等 B中央明条纹宽度是两边明纹宽度的两倍 C屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 答案：A 6如图所示，用波长为的单色光做双缝干涉实验时，设两个狭缝 S1、S2到屏上某 点 P 的路程差为 d，则（） A距 O 点最近的一条暗纹必是 d=/2 B对屏上某点 d=n/2（n 为正整数）时，出现
8、暗纹 C距 O 点越远的点 d 越长，就越容易出现暗条纹 D用各色光在同一条件下实验，波长越短的色光条纹间距越小 答案：AD 7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。 7 / 7 答案：光源、滤光片、单缝、双缝 8 轠8轴 毫米刻度尺x=? ? 8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 0.700m，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 -3m，第 四级亮条纹所在位置为 7.47010 -3m，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 变窄
