高中物理选择性必修一优质课公开课4.5.pdf

5．实验：用双缝干涉测量光的波长

必备知识·自主学习关键能力·合作探究随堂演练·自主检测

课标要求

1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件；

2．观察白光及单色光的双缝干涉图样；

3．测定单色光的波长．

思维导图

必备知识·自主学习

一、实验目的

1．观察单色光的双缝干涉图样．

2．掌握用公式Δx＝λ测量光的波长的方法．

3．会用测量头测量条纹间距离．

二、实验原理

1．实验思路

由公式Δx＝λ可知，波长λ＝Δx(d已知)，只要测出双缝到屏的距离l，

相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可计算出入射光波

长．

2．测量原理

(1)l的测量：双缝到屏的距离l可以用刻度尺测出．

(2)Δx的测定

如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时，应使

分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐(如图乙所示)，记下手轮上的读

数．然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对

齐，再次记下手轮上的读数．两次读数之差表示这两条亮条纹间的距

离Δx.为减小误差，应用同样的方法测出n条亮条纹间的距离a，再求

出相邻两条亮条纹间的距离Δx＝.

1

三、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、光

屏及测量头)、学生电源、导线、米尺．

四、实验步骤

1．观察双缝干涉图样

(1)将光源、遮光筒、毛玻璃光屏依次安放在光具座上，如图所示．

(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)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝

平行，二者间距约为5～10cm，这时可观察到白光的干涉条纹．

(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．

2．测定单色光的波长

(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．

(2)使分划板的中心刻线对齐某条亮条纹的中央，如图所示，记下手

轮上的读数a；转动手轮，使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央，

1

记下此时手轮上的读数a.由这两个读数得出n个亮条纹间的距离为a＝

2

|−|

|a－a|，则相邻两亮条纹间距Δx＝21.

21

1

(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)．

(4)重复测量、计算，求出波长的平均值．

(5)换用不同的滤光片，重复实验．

五、数据处理

|−|

1．条纹间距的计算：Δx＝21.

1

2．波长计算：λ＝Δx.

3．计算多组数据，求λ的平均值．

六、误差分析

1．双缝到屏的距离l的测量误差

因本实验中双缝到屏的距离较长，l的测量误差不太大，但也应选用

毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差．

2．测条纹间距Δx带来的误差

(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．

(2)分