新教材高中物理第四章光第4節(jié)實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課件新人教版選擇性必修第一冊(cè)

第四章

光第4節(jié)

實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.掌握用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)原理。2.會(huì)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)。1.科學(xué)探究：通過進(jìn)行“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)雙縫干涉圖樣的認(rèn)識(shí)和理解。2.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展過程中的作用。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量光的波長(zhǎng)。2.學(xué)習(xí)測(cè)量微小距離的方法。二、實(shí)驗(yàn)器材光具座、雙縫干涉儀（由光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測(cè)量頭組成）、學(xué)生電源。

甲

乙探究點(diǎn)一

實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材例如圖，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃屏。（1）②、③、④三個(gè)光學(xué)元件依次為____（填正確答案的標(biāo)號(hào)）；A.濾光片、單縫、雙縫 B.單縫、濾光片、雙縫C.單縫、雙縫、濾光片 D.濾光片、雙縫、單縫A[解析]為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫，故A正確。（2）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅光濾光片換為綠光濾光片，則相鄰亮條紋（暗條紋）間的距離_______（填“變大”或“變小”）。變小

易錯(cuò)提醒本實(shí)驗(yàn)中的器材排序是一個(gè)考查的重點(diǎn)，光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、屏，在光具座上可從左向右排，也可以從右向左排，但任何兩個(gè)元件之間的排序不能顛倒，尤其是濾光片和單縫之間，要注意這一點(diǎn)。1.（多選）某同學(xué)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是由于(

)A.光束的中央軸線與遮光筒不一致，相差較大B.濾光片、單縫、雙縫的中心在同一高度C.單縫與雙縫不平行D.光源發(fā)出的光太強(qiáng)AC[解析]安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對(duì)，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒的軸線上，單縫與雙縫要互相平行才能使實(shí)驗(yàn)成功。2.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示裝置測(cè)量紅光的波長(zhǎng)：

紅色濾色片（寫濾光片也對(duì)）

（2）下列操作正確的是______。A.先調(diào)節(jié)光源高度，觀察到光束沿遮光筒的軸線傳播后再裝上測(cè)量頭B.接通電源前把輸出電壓調(diào)到小燈泡額定的電壓C.觀察到條紋比較模糊，可以調(diào)節(jié)撥桿進(jìn)行調(diào)整D.測(cè)量條紋間距時(shí)，目鏡分劃板中心刻度線與亮紋邊緣重合ABC[解析]根據(jù)“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)操作步驟可知，安裝器材的過程中，先調(diào)節(jié)光源高度，觀察到光束沿遮光筒的軸線傳播后再安裝單縫、雙縫以及裝上測(cè)量頭，故A正確；若要小燈泡正常發(fā)光，則接通電源前把輸出電壓調(diào)到小燈泡的額定電壓，故B正確；觀察到條紋比較模糊，可能是單縫與雙縫不平行，可以調(diào)節(jié)撥桿進(jìn)行調(diào)整，故C正確；測(cè)量條紋間距時(shí)，目鏡分劃板中心刻度線與亮紋的中心重合，故D錯(cuò)誤。（3）下列圖示中條紋間距表示正確的是____。

[解析]干涉條紋的間距為兩個(gè)相鄰的亮條紋（或暗條紋）的中心之間的距離，故圖C是正確的，圖A、B、D錯(cuò)誤。探究點(diǎn)二

儀器使用與數(shù)據(jù)處理

0.5101.4850.325

650

0.39.5

（1）若測(cè)定紅光的波長(zhǎng)，應(yīng)選用_____色的濾光片。實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)定的物理量有：__________________和__________________________。紅

1.（多選）如圖所示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖中①是光源，②是濾光片，③是單縫，④是雙縫，⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間距離的是(

)BC

原因見解析在實(shí)驗(yàn)中，若經(jīng)粗調(diào)后透過測(cè)量頭上的目鏡觀察，看到明暗相間的條紋很暗，造成這種情況的一種可能原因是_____________。

0.25

（2）另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好。若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置做了一下改動(dòng)后，在光屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加。以下改動(dòng)可能實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果的是____。A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間B.僅將單縫向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)少許C.僅將單縫與雙縫的位置互換D.僅將紅色的濾光片換成綠色的濾光片D5.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。（1）以線狀白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：A.燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋疏密程度與雙縫間距離有關(guān)D.干涉條紋間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)以上幾點(diǎn)正確的是_______。ACD

大于

11.115.60.75

（3）若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將_______（填“變大”“不變”或“變小”)。變小

7.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)按照題目要求回答下列問題。（1）如圖1所示，甲、乙都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是_____。圖1甲[解析]光的干涉條紋是等間距的，故題圖1中的干涉圖樣是甲。（2）將下表中的光學(xué)元件放在圖2所示的光具座上組裝成“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。圖2元件代號(hào)元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片

111.10

圖3

（2）本實(shí)驗(yàn)的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；