《4实验：用双缝干涉测量光的波长》精品优质课教案设计

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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)条纹间的距离Δx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λ＝d·Δx/l.

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．

附：测量头的构造及使用

如图1甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，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，再次记下手轮上的刻度．两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离．

图1

实际测量时，要测出n条亮条纹(暗条纹)的宽度，设为a，那么Δx＝ eq ﹨f(a,n－1) .

四、实验步骤

1．安装仪器

(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示．

图2

(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．

(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝相互平行．

2．观察与记录

(1)调整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．

(3)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条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两条纹间的距离Δx＝ eq ﹨f(|a1－a2|,n－1) .

(4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长．

3．数据处理

用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l，由公式λ＝ eq ﹨f(d,l) Δx计算波长．重复测量、计算，求出波长的平均值．

六、注意事项

1．调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮．