4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长（教学课件）——高中物理人教版（2019）选择性必修第一册（共29张ppt）.pptx

第一章动量守恒定律4.4实验：用双缝干涉测量光的波长人教版（2019）高中物理选择性必修第一册

思考：回顾双缝干涉条纹间距的表达式。可见光的波长范围在780～400nm之间，如何利用双缝干涉进行测量？

学习目标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。

一、实验思路2.原理：1.得到干涉条纹；1）双缝到屏的距离??可以用刻度尺测出；2）双缝的距离d可以在实验器材上直接读出；3）Δx使用目镜一侧的测量头测出的，读数方法类似于螺旋测微器；为了减小误差，我们一般测量??个亮条纹间的距离??，则。

二、实验器材双缝干涉仪，即光具座、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。

1.将光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示。三、实验步骤

三、实验步骤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.测出l、d、Δx；7.代入公式得到所测波长；8.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，并求出相应的波长。

四、数据处理(1)根据求出条纹间距。(2)求出干涉条纹间距的平均值，求出双缝到屏的距离的平均值。(3)将干涉条纹间距Δx、双缝间距(已知)、双缝到屏的距离d代入干涉条纹间距与波长的关系式求出光的波长。(4)计算其他滤光片透过的光的波长。

五、误差分析(1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差。(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分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。③测量多条亮条纹间距离时读数不准确。

六、注意事项1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。3.安装时，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，间距大约5～10cm。

典例分析【例1】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。(1)在观察红光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、滤光片D、单缝E等光学元件，将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为：________(选填“①”或“②”)。①C、D、E、B、A②C、D、B、E、A(2)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节________。A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头

典例分析(3)为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变情况下，以下做法合适的是________。A.增大单缝与双缝间距 B.增大双缝与毛玻璃屏间距C.更换双缝间距更小的双缝片 D.增强光源亮度解析(1)为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的线光源经过双缝产生干涉现象，在光屏上可以观察到干涉条纹，因此，由右至左，各光学元件排列顺序应为白光光源C、滤光片D、单缝E、双缝B、毛玻璃屏A，故为CDEBA，故选①。(2)发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头，故A、B、C错误，D正确。答案(1)①(2)D(3)BC

典例分析【例2】某同学利用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：(i)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝(ii)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________。

典例分析(iii)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字)。

典例分析【例3】如图甲所示为“用双缝干涉测光的波长