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第5节 用双缝干涉实验测定光的波长
第四章 光及其应用
粤教版选择性必修一
课堂引入
壹
课堂练习
叁
课堂总结
肆
目录
知识讲解
贰
课堂引入
第一部分
壹
一、课堂引入
上一节我们学习了光的干涉，了解了杨氏双缝干涉实验，知道了条纹间距的宽度计算公式：
λ。
【思考】如何利用样式双缝干涉实验测量光的波长呢？
知识讲解
第二部分
贰
用双缝干涉实验测定光的波长
一、用双缝干涉实验测定光的波长
（1）观察光的双缝干涉图样；
（2）掌握公式 测定光波长的方法；
（3）掌握利用测量头测量条纹间的距离。
1. 实验目的
2. 实验原理
若已知相邻明纹(或暗纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d、双缝到屏的距离L，则它们之间的关系为Δx＝λ。若测出双缝干涉中的Δx、d与L，即可求出λ＝。
一、用双缝干涉实验测定光的波长
3. 实验器材
双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外，还有学生电源、导线、刻度尺等。
4. 实验步骤
（1）将光源、透镜、遮光筒、
毛玻璃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，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的干涉条纹。
一、用双缝干涉实验测定光的波长
（5）在单缝和光源间放上红色滤光片，观察红光的干涉条纹。
4. 数据处理
（1）安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。
一、用双缝干涉实验测定光的波长
（2）使分划板中心刻线对齐某条明条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条明条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一明条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条明条纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，则相邻两条明条纹间的距离Δx＝＝。
第1条
第7条
15
20
5
10
0
20
25
15
第1条时读数
第7条时读数
15
20
5
10
0
30
35
40
45
螺旋测微器的读数
（2）用刻度尺测量双缝到光屏间的距离L(d是已知的)。
（3）最后由λ＝算出单色光的波长。
一、用双缝干涉实验测定光的波长
红光的条纹间距最大，紫光的最小。
①红光的波长最长，紫光的波长最短
②波长越长，频率越小，波长越短，频率越大
③光的颜色由频率决定
实验结果
（1）测双缝到屏的距离L带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差．
（2）通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差．
（3）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．
一、用双缝干涉实验测定光的波长
5. 误差分析
用双缝干涉实验测定光的波长
【典例1】在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图所示)，下列说法错误的是(　　)
A.安装时，要保证光源、滤光片、单缝、双缝和
光屏的中心在同一条轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直
B.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
C.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
D.为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝
B
用双缝干涉实验测定光的波长
【典例2】用双缝干涉测光的波长。实验装置如图1所示，已知单缝与双缝的距离L1＝60 mm，双缝与屏的距离L2＝700 mm，单缝宽d1＝0.10 mm，双缝间距d2＝0.25 mm。用测量头来测量光屏上干涉明条纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心(如图2所示)，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图3所示，则对准第1条时读数x1＝______ mm，对准第4条时读数x2＝______ mm，相邻两条亮纹间的距离Δx＝______ mm。
(2)计算波长的公式λ＝________；求得的波长值是________ nm。
2.190
7.868
1.893
676
课堂练习
第叁部分
叁
三、课堂练习
1. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。它改变的实验条件可能是(　　)
A.减小光源到单缝的距离 B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离 D.换用频率更高的单色光源
B
三、课堂练习
2. 同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使白炽灯正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是________。
A.将单缝向双缝靠近 B.使用间距更小的双缝
C.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 D.将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条亮纹中央到第n条亮纹中央间的距离为x，则单色光的波长λ＝________。
(3)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是________。
A.屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹
B.屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹
D
A
三、课堂练习
3. 利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距为d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离L＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，分划板在图中A、B位置时游标卡尺(10分度)读数如图所示，则：
(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝________mm，
xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm；
(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长
为λ＝________m。
11.1　
15.6　
0.75　
6×10－7
课堂小结
第四部分
肆
四、课堂总结
累积法测量ΔX,
观察：干涉图样
测量
操作：调共轴、平行
测l、d。
公式：
用双缝干涉测量光的波长
谢君一赏

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