2021-2022人教版高中物理選擇性必修一 第四章 第三節(jié) 光的干涉學案（第二課時）

1、實驗：用雙縫干涉測量光的波長一、實驗原理與方法1相鄰明紋(暗紋)間的距離x與入射光波長之間的定量關(guān)系相鄰兩亮紋或暗紋的中心距離：xeq f(l,d).在雙縫干涉實驗中，d是雙縫間距，是已知的；l是雙縫到屏的距離，可以測出，那么，只要測出相鄰兩明條紋(或相鄰兩暗條紋)中心間距x，即可由公式eq f(d,l)x計算出入射光波長的大小3條紋間距x的測定如圖甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，測量時先轉(zhuǎn)動測量頭，讓分劃板中心刻線與亮條紋的中心對齊，記下此時手輪上的讀數(shù)，然后轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向左(向右)移動至分劃板的中心刻線與另一相鄰亮條紋的中心對齊，如圖乙所示，記下此時讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動手輪，用同樣

2、的方法測出n條亮紋間的距離a，可求出相鄰兩亮紋間的距離x.二、實驗器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學生電源、導線、米尺三、實驗步驟1按圖所示安裝儀器2將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上3使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測量頭，仔細調(diào)節(jié)目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)4加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調(diào)節(jié)手輪，分劃板的中心刻線對齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動使

3、分劃板移動，直到分劃板的中心刻線對齊另一條紋中心，記下此時手輪讀數(shù)和移過分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n.5將兩次手輪的讀數(shù)相減，求出n條亮紋間的距離a，利用公式xeq f(a,n1)，算出條紋間距，然后利用公式eq f(d,l)x，求出此單色光的波長(d儀器中已給出，l可用米尺測出)6用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)7重復測量、計算，求出波長的平均值8換用另一濾光片，重復實驗四、誤差分析1雙縫到屏的距離l的測量誤差2測條紋間距x帶來的誤差五、注意事項1安裝時，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，并使單縫、雙縫平行且豎直2光源使用線狀長絲燈泡，調(diào)節(jié)時使之與單縫平行且

4、靠近3實驗中會出現(xiàn)屏上的光很弱的情況，主要是燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋是否清晰與單縫和雙縫是否平行有關(guān)系【例1】利用雙縫干涉測定單色光波長，某同學在做該實驗時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中心時(圖甲)，游標卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時(圖乙)，游標卡尺的示數(shù)如圖丁所示，已知雙縫間距為0.5 mm，從雙縫到屏的距離為1 m，則圖丙中游標卡尺的示數(shù)為_ mm.圖丁游標卡尺的示數(shù)為_ mm.在實驗中，所測單色光的波長為_ m在本實驗中如果在雙縫上各有一個紅色和綠色濾光片，那么在光屏上將_(選填“能”或“不能”)看到明暗相間的條紋【知識鞏固與

5、提升】 1(多選)某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示他改變的實驗條件可能是()A減小光源到單縫的距離B減小雙縫之間的距離C增大雙縫到光屏之間的距離D換用頻率更高的單色光源2(多選)用單色光做雙縫干涉實驗，在光屏上某點P，從中央O點開始計數(shù)，P點恰好為第三條亮紋，現(xiàn)改用波長較短的單色光照射，其他的條件不變，那么不可能的是()AP處仍為第三條亮紋BP處可能是第四條亮紋CP處可能是第二條亮紋D若將光屏向雙縫移近一些，在P處可能看到第二條亮紋E中央O點仍為亮紋3.在雙縫干涉實驗中，光屏上P點到雙縫S1、S2的距離之差l1=0.75

6、m，光屏上Q點到雙縫S1、S2的距離之差l2=1.5m，如果用頻率為6.01014Hz的黃光照射雙縫，則 （ ） AP點出現(xiàn)明條紋，Q點出現(xiàn)暗條紋BQ點出現(xiàn)明條紋，P點出現(xiàn)暗條紋C兩點均出現(xiàn)明條紋 D兩點均出現(xiàn)暗條紋4.如圖所示是雙縫干涉實驗裝置，使用波長為600nm的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到亮條紋(PS1=PS2)，在位于P點上方的P1點出現(xiàn)第一條亮紋中心(即P1到S1、S2的路程差為一個波長)，現(xiàn)換用波長為400nm的紫光源照射單縫，則（ ） AP和P1仍為亮點 BP為亮點，P1為暗點CP為暗點，P1為亮點 DP、P1均為暗點5.雙縫干涉實驗裝置如圖所示，雙縫間的距離為d，雙縫到像屏的距離為，調(diào)整實驗裝置使得像屏上可以見到清晰的干涉條紋關(guān)于干涉條紋的情況，下列敘述正確的是（ ） A若將像屏向左平移一小段距離，屏上的干涉條紋將變得不清晰B若將雙縫間的距離d減小，像屏上的兩個相鄰明條紋間的距離變大C若將雙縫間的距離d減小，像屏上的兩個相鄰明條紋間的距離變小D若將雙縫間的距離d減小，像屏上的兩個相鄰暗條紋間的距離不變6在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上P點的距離之差m；若分別用頻率為Hz和H