资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台人教版高中物理选择性必修1第4章第4节实验：用双缝干涉测量光的波长教学设计课题用双缝干涉测量光的波长单元4学科物理年级高二教材分析本节内容重点是做好“用双缝干涉测量光的波长”的学生实验，教材先介绍了实验思路，再介绍用双缝干涉测量光的波长所需要的物理量的测量，最后阐述实验过程及数据分析。可以先让学生回顾双缝干涉条纹的间距和光的波长之间的关系，分析讨论实验思路，制订实验方案，引导学生最大限度地自主完成实验。教学目标与核心素养物理观念：了解光波产生稳定的干涉现象的条件； 科学思维：掌握观察干涉图样的方法和测量原理；科学探究：观察白光及单色光的双缝干涉图样；测定单色光的波长；科学态度与责任：在实验过程中培养学生独立自主的能力，掌握测定单色光波长的原理，养成科学严谨的科学态度。重点学生独立完成实验，测定单色光的波长难点学生独立完成实验，测定单色光的波长教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课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。结合上节课所学内容，思考测量光的波长的方法。引导学生回顾上节课知识，加强知识的连贯性。引出新课题。讲授新课问题1：双缝干涉相邻亮条纹的间距和光的波长有怎样的关系?怎样才能得到双缝干涉条纹?问题2：测量波长需要测量哪些量?可用什么器材测量?问题3：怎样增大(或减小)亮条纹的宽度?哪些是可以改变的，哪些是很难改变的?问题4：换用不同颜色的滤光片进行实验时，干涉条纹间的距离会怎祥变化?问题5：实验过程中应记录的数据有哪些?问题6：白光的干涉条纹有什么特点?用自光实验时会存在什么问题?一、实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件；(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样；(2)掌握测定单色光的波长的方法。二、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（暗）纹间的距离△x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ之间满足三、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。（教师演示）（学生操作）四、实验步骤1、器材的安装与调整(1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)将单缝和双缝安装在光具座上，使线状光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝相互平行，在遮光筒有光屏一端安装测量头，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。（教师演示）（学生操作）2、观察（1）调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹.（2）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.（教师演示）（学生操作）3、记录（1）调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1,转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2,则相邻两条纹间的距离（条纹宽度）（2）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长.五、数据分析；；六、注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。(2)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。(3)测量头的中心刻线要对着亮(或暗)纹的中心。(4)要多测几条亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx。(5)照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行。七、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。课堂练习1、在用双缝干涉测光的波长实验中(实验装置如图):(1)下列说法错误的是 。(填选项前的字母)?A.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B.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C.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(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为mm。?解析：(1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝,选项A不正确。测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐,使得移动过程测出的条纹间距较为准确,选项B正确。测微目镜移过n条亮纹,则亮条纹间距,选项C正确。故选A。(2)主尺读数是1.5mm,螺旋读数是47.0×0.01mm,因此示数为1.970mm。答案：(1)A (2)1.970学生进行思考讨论。预想在实验过程中可能遇到的问题和解决方法。学习实验操作原理和步骤。学习器材的安装和数据层的采集办法。读采集的数据进行处理分析，同时讨论数据的准确性，并分析整个实验操作流程是否存在失误，从而总结本实验的注意事项。结合实验的足以事项读实验结果进行误差分析。完成课堂练习通过抛出若干个问题，让学生在思考与谈论的过程中总结出实验方法和步骤，总结出实验的大体流程。教师为学生演示操作过程和步骤，让学生学会实验器材的使用，提高实验的成功率。知道学生完成实验操作，让学生学会实验数据的采集，提高动手操作能力和数据采集能力。提高学生的计算能力和数据分析能力。读实验作出误差分析后，在读实验数据进行再次测量和分析，提高实验的准确性。通过练习回顾实验的操作步骤和相关需要注意的问题。拓展提高1、(多选)某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于( )A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强解析：光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,单、双缝不平行都可能造成看不到干涉图样。选项A、C正确。答案：AC2、(多选)某同学按实验装置安装好仪器后,观察光的干涉现象,获得成功。若他在此基础上对仪器的安装有如下改动,则仍能使实验成功的是( )A.将遮光筒的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动C.将单缝向双缝移动少许,其他不动D.将单缝与双缝的位置互换,其他不动解析：干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果,双缝后面的区域处处存在光,所以移动光屏或改变单缝与双缝间距,条纹仍然形成,故A、C正确;将滤光片移至单缝和双缝之间,照到双缝上的光仍是振动情况完全一样的光源,故B正确;将单缝与双缝的位置互换,失去了产生干涉的条件,故D错误。答案：ABC3、双缝干涉测光的波长的实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝间的距离l1=100mm,双缝与屏的距离l2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。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,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。(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,手轮上的读数如图丙所示,则对准第1条时读数x1= mm,对准第4条时读数x2= mm。?(2)写出计算波长λ的表达式,λ= (用符号表示),λ= m。?解析:(1)读数x1=2mm+0.01×19.0mm=2.190mm,x2=7.5mm+0.01×37.0mm=7.870mm。完成拓展提高练习题。通过练习题，巩固基础知识。课堂小结实验原理操作步骤注意事项数据处理误差分析总结本节课基础知识。帮助学生梳理基础知识，形成知识框架。板书21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）HYPERLINK"http://www.21cnjy.com/"21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共21张PPT)实验:用双缝干涉测量光的波长人教版选择性必修1新知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。新知讲解问题1：双缝干涉相邻亮条纹的间距和光的波长有怎样的关系?怎样才能得到双缝干涉条纹?问题2：测量波长需要测量哪些量?可用什么器材测量?问题3：怎样增大(或减小)亮条纹的宽度?哪些是可以改变的，哪些是很难改变的?问题4：换用不同颜色的滤光片进行实验时，干涉条纹间的距离会怎祥变化?问题5：实验过程中应记录的数据有哪些?问题6：白光的干涉条纹有什么特点?用自光实验时会存在什么问题?新知讲解一、实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件；(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样；(2)掌握测定单色光的波长的方法。二、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（暗）纹间的距离△x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ之间满足新知讲解三、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。新知讲解1、器材的安装与调整(1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)将单缝和双缝安装在光具座上，使线状光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝相互平行，在遮光筒有光屏一端安装测量头，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。四、实验步骤新知讲解2、观察（1）调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹.（2）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.新知讲解3、记录（1）调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1,转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2,则相邻两条纹间的距离（条纹宽度）（2）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长.新知讲解五、数据分析六、注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。(2)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。(3)测量头的中心刻线要对着亮(或暗)纹的中心。(4)要多测几条亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx。(5)照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行。新知讲解七、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。课堂练习1、在用双缝干涉测光的波长实验中(实验装置如图):(1)下列说法错误的是 。(填选项前的字母)?A.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B.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C.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(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为mm。?A1.970课堂练习解析：(1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝,选项A不正确。测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐,使得移动过程测出的条纹间距较为准确,选项B正确。测微目镜移过n条亮纹,则亮条纹间距Δx=,选项C正确。故选A。(2)主尺读数是1.5mm,螺旋读数是47.0×0.01mm,因此示数为1.970mm。答案：(1)A (2)1.970拓展提高1、(多选)某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于( )A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强解析：光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,单、双缝不平行都可能造成看不到干涉图样。选项A、C正确。AC拓展提高2、(多选)某同学按实验装置安装好仪器后,观察光的干涉现象,获得成功。若他在此基础上对仪器的安装有如下改动,则仍能使实验成功的是( )A.将遮光筒的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动C.将单缝向双缝移动少许,其他不动D.将单缝与双缝的位置互换,其他不动解析：干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果,双缝后面的区域处处存在光,所以移动光屏或改变单缝与双缝间距,条纹仍然形成,故A、C正确;将滤光片移至单缝和双缝之间,照到双缝上的光仍是振动情况完全一样的光源,故B正确;将单缝与双缝的位置互换,失去了产生干涉的条件,故D错误。ABC拓展提高3、双缝干涉测光的波长的实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝间的距离l1=100mm,双缝与屏的距离l2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。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,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。拓展提高(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,手轮上的读数如图丙所示,则对准第1条时读数x1= mm,对准第4条时读数x2= mm。?(2)写出计算波长λ的表达式,λ= (用符号表示),λ= m。?解析:(1)读数x1=2mm+0.01×19.0mm=2.190mm,x2=7.5mm+0.01×37.0mm=7.870mm。2.1907.8706.762×10-7课堂总结光的波长的测量原理误差分析操作步骤数据处理注意事项累积法测Δx多次测量求平均值板书设计光的波长的测量原理误差分析操作步骤数据处理注意事项累积法测Δx多次测量求平均值作业布置课后练习和同步练习谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com)中小学教育资源网站有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！详情请看：https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php 展开更多...... 收起↑ 资源列表 1装置.mp4 2条纹.mp4 3测量.mp4 人教版高中物理选择性必修1第4章第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长教学设计.doc 人教版高中物理选择性必修1第4章第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长课件.ppt
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