實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長-課件

精品課件高中物理選擇性必修1第四章光新人教版

實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長特級教師優(yōu)秀課件精選精品高中物理選擇性必修1第四章光新人教版實(shí)驗(yàn)：用雙縫干1

了解“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)原理，知道影響干

涉條紋寬度的因素

教學(xué)目標(biāo)經(jīng)歷用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)過程，加深對雙縫

反射圖樣的認(rèn)識和理解，養(yǎng)成合作意識

了解“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)原理，知道影響干

涉相鄰亮條紋中心間距公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

相鄰亮條紋中心間距公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)利用雙縫干涉測量光的波長利用雙縫干涉測量光的波長相鄰亮條紋中心間距公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

相鄰亮條紋中心間距公式用同樣的實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉條紋，紅光與藍(lán)光條紋間距會

一樣寬嗎？出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的條件亮條紋

暗條紋（n=0，1，2，3…）（n=0，1，2，3…）條紋間距一定不一樣寬

條紋間距的定量公式是怎樣的？用同樣的實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉條紋，紅光與藍(lán)光條紋間距會

一樣知道條紋間距的計(jì)算公式

知道白光的干涉條紋是彩色的知道兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大、光波的波長越大，條紋的寬度就越大知道干涉條紋是等間距、明暗相間的干涉條紋的間距知道條紋間距的計(jì)算公式

知道白光的干涉條紋是彩色的知道兩縫現(xiàn)在我們來研究與O點(diǎn)距離為x的P點(diǎn)的情況。如圖所示，設(shè)雙縫的距離為d，到屏的距離為l，且l?d，的距離相等。相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)O到現(xiàn)在我們來研究與O點(diǎn)距離為x的P點(diǎn)的情況。如圖所示，設(shè)雙縫的從圖可知兩式相減，可得相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)從圖可知兩式相減，可得相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)若P處為亮條紋，則解得：相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距：相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)若P處為亮條紋，則解得：相鄰兩亮與兩縫之間的距離d相比，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略。由于兩縫之間的距離d遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

于縫到屏的距離l

相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)與兩縫之間的距離d相比，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略。由于兩根據(jù)三角函數(shù)的關(guān)系，有又因?yàn)楫?dāng)兩列波的路程差為波長的

整數(shù)倍時才會出現(xiàn)亮條紋，即：相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)根據(jù)三角函數(shù)的關(guān)系，有又因?yàn)楫?dāng)兩列波的路程差為波長的

整數(shù)倍即，亮條紋中心的位置為：相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是：相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)即，亮條紋中心的位置為：相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是：相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距：故可利用此關(guān)系測量光的波長相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距：故可利用此關(guān)系測量光的波長了解利用干涉測波長的原理

知道儀器共線、單縫與雙縫平行知道各光學(xué)原件的順序了解利用干涉測波長的步驟實(shí)驗(yàn)：測定光波的波長了解利用干涉測波長的原理

知道儀器共線、單縫與雙縫平行知道各①觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑儆^察白光及單色光的雙縫干涉圖樣實(shí)驗(yàn)?zāi)康目蓽y已知只需測出相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距實(shí)驗(yàn)原理可測已知只需測出相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距實(shí)驗(yàn)原理相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距的測量測量時先轉(zhuǎn)動測量頭，讓分劃板中心刻線

與干涉條紋平行，然后轉(zhuǎn)動手輪，使分劃

板向左（或向右）移動至分劃板的中心刻

線與條紋的中心對齊。

記下此時讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動手輪，用同樣的方

法測出n個亮條紋間的距離a，則可求出相

鄰兩亮條紋間的距離測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成實(shí)驗(yàn)原理相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距的測量測量時先轉(zhuǎn)動測量頭，讓分劃包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭a.將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。b.使燈絲正常發(fā)光。調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。實(shí)驗(yàn)步驟——觀察雙縫干涉圖樣a.將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。b.使燈絲正c.安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5cm～10cm，這時，可觀察白光的干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——觀察雙縫干涉圖樣c.安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫d.在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——觀察雙縫干涉圖樣d.在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟a.安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——測定單色光的波長a.安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——測定則相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的距離為待測的光波波長為c.用刻度尺測量雙縫到光屏間距離d.重復(fù)測量、計(jì)算，求出波長的平均值。e.換用不同濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟——測定單色光的波長則相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的距離為待測的光波波長為c.用刻實(shí)驗(yàn)步驟的反思濾光片有什么作用？濾光片的作用是產(chǎn)生單色光測量頭如何讀數(shù)？與螺旋測微器讀數(shù)方式相同，先讀固定刻度，注意半刻度線是否露出，然后讀可動刻度。實(shí)驗(yàn)步驟的反思濾光片有什么作用？濾光片的作用是產(chǎn)生單色光測量實(shí)驗(yàn)步驟的反思單縫、雙縫、光源、濾光片、遮光筒、毛玻璃屏等元件放置順序如何？光具座上依次放置光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏。實(shí)驗(yàn)步驟的反思單縫、雙縫、光源、濾光片、遮光筒、毛玻璃屏等元實(shí)驗(yàn)步驟的反思如何解釋白光產(chǎn)生的干涉圖樣？從雙縫射出的兩列光波中，各種色光都能形成明暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，中央亮條紋為白色條紋；

兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，即紅光的亮條紋間距寬度最大，紫光的亮條紋間距寬度最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟的反思如何解釋白光產(chǎn)生的干涉圖樣？從雙縫射出的兩列光掌握光波波長的數(shù)據(jù)的測量與處理方法

知道n個條紋的處理方法掌握螺旋測微器、游標(biāo)卡尺、刻度尺的測量方法，有效數(shù)字測定光波波長的數(shù)據(jù)處理掌握光波波長的數(shù)據(jù)的測量與處理方法

知道n個條紋的處理方法掌數(shù)據(jù)處理③換用不同顏色的濾光片，觀察干涉圖樣的異同，并求出相應(yīng)的

波長。數(shù)據(jù)處理③換用不同顏色的濾光片，觀察干涉圖樣的異同，并求出相注意事項(xiàng)a.放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。b.要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上。c.測量頭的中心刻線要對著亮(或暗)條紋的中心。e.照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般是因?yàn)閱慰p與雙縫不平行。注意事項(xiàng)a.放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。b.要保證光源、誤差分析1.測雙縫到屏的距離l帶來的誤差，可通過選用毫米刻度尺，進(jìn)行多次測量求平均值的辦法減小誤差。①干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度。③測量多條亮條紋間距離時讀數(shù)不準(zhǔn)確。②分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。誤差分析1.測雙縫到屏的距離l帶來的誤差，可通過選用毫米刻度問題與練習(xí)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉圖樣，雙縫之間的距離是0.2mm，用的

是綠色濾光片，在毛玻璃屏上可以看到綠色干涉條紋。（1）毛玻璃屏上的干涉條紋與雙縫垂直還是平行？（2）如果把毛玻璃屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動，相鄰兩亮條紋中心的距離如何

變化？（3）把綠色濾光片換為紅色，相鄰兩個亮條紋中心的距離增大了。這說明哪

種色光的波長較長？（4）如果改用間距為0.3mm的雙縫，相鄰兩個亮條紋中心的距離會有什么

變化？（5）如果用燈泡與雙縫間的單縫向雙縫移近，相鄰兩亮條紋中心的距離是否

變化？平行距離變大紅色光波長更長距離變小不變化問題與練習(xí)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉圖樣，雙縫之間的距問題與練習(xí)通過測多個亮條紋寬度求平均值可減少實(shí)驗(yàn)誤差問題與練習(xí)通過測多個亮條紋寬度求平均值可減少實(shí)驗(yàn)誤差問題與練習(xí)用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)中，已知兩縫間的距離為0.3mm，

以某種單色光照射雙縫時，在離雙縫1.2m遠(yuǎn)的屏上，用測量頭測

出，第1個亮條紋到第10個亮條紋的中心間距為22.78mm，求這

種單色光的波長。根據(jù)題目可知問題與練習(xí)問題與練習(xí)用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)中，已知兩縫間的距離為精品課件高中物理選擇性必修1第四章光新人教版

實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長特級教師優(yōu)秀課件精選精品高中物理選擇性必修1第四章光新人教版實(shí)驗(yàn)：用雙縫干33

了解“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)原理，知道影響干

涉條紋寬度的因素

教學(xué)目標(biāo)經(jīng)歷用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)過程，加深對雙縫

反射圖樣的認(rèn)識和理解，養(yǎng)成合作意識

了解“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)原理，知道影響干

涉相鄰亮條紋中心間距公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

相鄰亮條紋中心間距公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)利用雙縫干涉測量光的波長利用雙縫干涉測量光的波長相鄰亮條紋中心間距公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

相鄰亮條紋中心間距公式用同樣的實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉條紋，紅光與藍(lán)光條紋間距會

一樣寬嗎？出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的條件亮條紋

暗條紋（n=0，1，2，3…）（n=0，1，2，3…）條紋間距一定不一樣寬

條紋間距的定量公式是怎樣的？用同樣的實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉條紋，紅光與藍(lán)光條紋間距會

一樣知道條紋間距的計(jì)算公式

知道白光的干涉條紋是彩色的知道兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大、光波的波長越大，條紋的寬度就越大知道干涉條紋是等間距、明暗相間的干涉條紋的間距知道條紋間距的計(jì)算公式

知道白光的干涉條紋是彩色的知道兩縫現(xiàn)在我們來研究與O點(diǎn)距離為x的P點(diǎn)的情況。如圖所示，設(shè)雙縫的距離為d，到屏的距離為l，且l?d，的距離相等。相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)O到現(xiàn)在我們來研究與O點(diǎn)距離為x的P點(diǎn)的情況。如圖所示，設(shè)雙縫的從圖可知兩式相減，可得相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)從圖可知兩式相減，可得相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)若P處為亮條紋，則解得：相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距：相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)若P處為亮條紋，則解得：相鄰兩亮與兩縫之間的距離d相比，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略。由于兩縫之間的距離d遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

于縫到屏的距離l

相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)與兩縫之間的距離d相比，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略。由于兩根據(jù)三角函數(shù)的關(guān)系，有又因?yàn)楫?dāng)兩列波的路程差為波長的

整數(shù)倍時才會出現(xiàn)亮條紋，即：相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)根據(jù)三角函數(shù)的關(guān)系，有又因?yàn)楫?dāng)兩列波的路程差為波長的

整數(shù)倍即，亮條紋中心的位置為：相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是：相鄰亮條紋間距公式的理論推導(dǎo)即，亮條紋中心的位置為：相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是：相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距：故可利用此關(guān)系測量光的波長相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距：故可利用此關(guān)系測量光的波長了解利用干涉測波長的原理

知道儀器共線、單縫與雙縫平行知道各光學(xué)原件的順序了解利用干涉測波長的步驟實(shí)驗(yàn)：測定光波的波長了解利用干涉測波長的原理

知道儀器共線、單縫與雙縫平行知道各①觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑儆^察白光及單色光的雙縫干涉圖樣實(shí)驗(yàn)?zāi)康目蓽y已知只需測出相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距實(shí)驗(yàn)原理可測已知只需測出相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距實(shí)驗(yàn)原理相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距的測量測量時先轉(zhuǎn)動測量頭，讓分劃板中心刻線

與干涉條紋平行，然后轉(zhuǎn)動手輪，使分劃

板向左（或向右）移動至分劃板的中心刻

線與條紋的中心對齊。

記下此時讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動手輪，用同樣的方

法測出n個亮條紋間的距離a，則可求出相

鄰兩亮條紋間的距離測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成實(shí)驗(yàn)原理相鄰兩亮（或暗）條紋中心間距的測量測量時先轉(zhuǎn)動測量頭，讓分劃包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭a.將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。b.使燈絲正常發(fā)光。調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。實(shí)驗(yàn)步驟——觀察雙縫干涉圖樣a.將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。b.使燈絲正c.安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5cm～10cm，這時，可觀察白光的干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——觀察雙縫干涉圖樣c.安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫d.在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——觀察雙縫干涉圖樣d.在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟a.安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——測定單色光的波長a.安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟——測定則相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的距離為待測的光波波長為c.用刻度尺測量雙縫到光屏間距離d.重復(fù)測量、計(jì)算，求出波長的平均值。e.換用不同濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟——測定單色光的波長則相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的距離為待測的光波波長為c.用刻實(shí)驗(yàn)步驟的反思濾光片有什么作用？濾光片的作用是產(chǎn)生單色光測量頭如何讀數(shù)？與螺旋測微器讀數(shù)方式相同，先讀固定刻度，注意半刻度線是否露出，然后讀可動刻度。實(shí)驗(yàn)步驟的反思濾光片有什么作用？濾光片的作用是產(chǎn)生單色光測量實(shí)驗(yàn)步驟的反思單縫、雙縫、光源、濾光片、遮光筒、毛玻璃屏等元件放置順序如何？光具座上依次放置光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏。實(shí)驗(yàn)步驟的反思單縫、雙縫、光源、濾光片、遮光筒、毛玻璃屏等元實(shí)驗(yàn)步驟的反思如何解釋白光產(chǎn)生的干涉圖樣？從雙縫射出的兩列光波中，各種色光都能形成明暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，中央亮條紋為白色條紋；

兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，即紅光的亮條紋間距寬度最大，紫光的亮條紋間距寬度最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋。實(shí)驗(yàn)步驟的反思如何解釋白光產(chǎn)生的干涉圖樣？從雙縫射出的兩列光掌握光波波長的數(shù)據(jù)的測量與處理方法

知道n個條紋的處理方法掌握螺旋測微器、游標(biāo)卡尺、刻度尺的測量方法，有效數(shù)字測定光波波長的數(shù)據(jù)處理掌握光波波長的數(shù)據(jù)的測量與處理方法

知道n個條紋的處理方法掌數(shù)據(jù)處理③換用不同顏色的濾光片，觀察干涉圖樣的異同，并求出相應(yīng)的

波長。數(shù)據(jù)處理③換用不同顏色的濾光片，觀察干涉圖樣的異同，并求出相注意事項(xiàng)a.放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。b.要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上。c.測量頭的中心刻線要對著亮(或暗)條紋的中心。e.照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般是因?yàn)閱慰p與雙縫不平行。注意事項(xiàng)a.放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。b.要保