（课改地区专用）高考物理总复习 专题一 光及其应用 1.4 实验：用双缝干涉测量光的波长学案 新人教版-新人教版高三全册物理学案

1.1.4 实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验目的1.理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器。2.掌握相邻明条纹(或暗条纹)间距的计算公式 Δx＝λ 及推导过程。3.观察双缝干涉图样，掌握实验方法。二、实验原理1.相邻明纹(或暗纹)间的距离 Δx 与入射光波长 λ 之间的定量关系：图 1如图 1 所示，双缝间距 d，双缝到屏的距离 l。双缝 S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与 P0距离为 x 的一点 P，两缝与 P 的距离 PS1＝r1，PS2＝r2。在线段 PS2上作 PM＝PS1，则 S2M＝r2－r1，因 d≪l，三角形 S1S2M 可看作直角三角形。有：r2－r1＝dsin θ(令∠S2S1M＝θ)①因为 x≈ltan θ≈lsin θ②由①②得 r2－r1＝d若 P 处为亮纹，则 d＝±kλ(k＝0，1，2…)，解得：x＝±kλ(k＝0，1，2…)，相邻两亮纹或暗纹的中心间距：Δx＝λ。2.干涉图样的获得：光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹。3.光的波长的测定：若双缝到屏的距离用 l 表示，双缝间的距离用 d 表示，相邻两条亮纹间的距离用 Δx 表示，则入射光的波长为 λ＝。实验中 d 是已知的，测出 l 、Δx 即可测出光的波长 λ。4.测量 Δx 的方法：测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图 2 甲所示，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n 个亮纹间的距离 a，则可求出相邻两亮纹间的距离 Δx＝。图 2三、实验器材双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、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。四、实验步骤1.按如图 3 所示安装仪器。图 32.将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上。3.使光源发光，在光源和单缝之间加红(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹；撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)。4.加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一亮条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一亮条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻...