实验：用双缝干涉测量光的波长(教学课件)(37页PPT)—高中物理人教版(2019)选择性必修第一册

高中物理人教版（2019）选择性必修 第一册 教学课件 第四章 光 第四节 实验：用双缝干涉测量光的波长 01 新课导入 02 素养目标 03 新课讲解 04 当堂练习 05 课后小结 目录 | CONTENTS PART-01 新课导入 新课导入 前面我们通过理论推导，得到了双缝干涉实验中干涉条纹的间距和光的波长之间的关系，即?????=????????????。本节我们利用该结果，通过双缝干涉实验测量光的波长。 ? PART-02 素养目标 1.了解“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理，知道影响相邻亮(暗)条纹间距的因素 2.通过进行“用双缝干涉测量光的波长”实验，加深对双缝干涉图样的认识和理解 3.认识物理实验和数学工具在物理发展过程中的作用 素养目标 PART-03 新课讲解 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。 S1 S2 P1 P 3.同样条件的双缝实验，用不同的色光得到的 相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。 ? ? 实验原理式 温故知新 光源发出的光经滤光片（装在单缝前）成为单色光把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮。来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉。 遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们可以在这个屏上观察到干涉条纹，并由 λ ＝???????????x计算出光的波长。 ? 光源 透镜 双缝 遮光筒 目镜 毛玻璃 单缝 透镜的作用是使射向单缝的光更集中。 实验思路 双缝干涉仪：包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃光屏、光具座、测量头及刻度尺等。 滤光片 屏 实验器材 1. 装置特点：①双缝到单缝的距离相等 ②双缝很近，缝很窄 d = 0.1mm 2. 滤光片作用：获得单色光（频率相同） 3. 单缝作用：获得一束线光源（振动情况相同） 4. 双缝作用：获得两个频率相同、振动完全相同的相干光源 5. 透镜作用：使射向单缝的光更集中 新课讲解 单缝 双缝 根据λ＝Δ?????????????可知，本实验需要测量的物理量 （1）双缝到屏的距离 l 可以用刻度尺测出； （2）相邻两条亮条纹间的距离?x 需用测量头测出。 为减小误差，可测出n个亮条纹间的距离a，再求出相邻两个亮条纹间的距离 ?x =?????????1?，则λ＝Δ????????????? = ????????（?????1）???? ? 物理量的测量 新课讲解 ①测量头通常有两种如图甲、乙两种 都由分划板、目镜、手轮等构成。转动手轮，分划板会左右移动。 甲 乙 ②测量时，应使分划板的中心刻线与条纹的中心对齐如图所示，记下此时手轮上的读数。然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数。两次读数之差表示这两个条纹间的距离 ? x。 分划板中心刻线 （1）如图所示，在光具座上把各光学元件装配好。 （2）实验前先取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 光源 透镜 双缝 遮光筒 目镜 毛玻璃 单缝 实验步骤 （3）然后放好单缝和双缝。注意使单缝与双缝相互平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上。 （4）做好以上调整后，观察屏上的白光干涉条纹的特点，然后，在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝干涉图样 中央为白色，两侧为彩色条纹 实验步骤 （5）测量双缝到屏的距离 l，和相邻两条亮条纹间的距离? x 【视频：用双缝干涉测量光的波长】 新课讲解 （6）在单缝与光源之间放上不同的滤光片，看条纹的色彩、间距发生了什么变化。 l = 586 mm d = 0.25 mm 设计表格记录实验数据把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δx，求出光的波长。 数据分析 色光 X1/mm Xn/mm 红光 绿光 Δx/mm 波长λ/mm 8.14 X5 = 14.46 8.80 X7 = 16.56 l = 586 mm d = 0.25 mm 色光 X1/mm Xn/mm 红光 绿光 Δx/mm 波长λ/mm 8.14 X5 = 14.4 ... ...