您当前所在位置:首页 > 高中 > 高二 > 高二物理 > 高二物理教案

高二物理教案:用双缝干涉测量光的波长

编辑:

2013-04-02

(6)那走滤光片,观察白光的干涉条纹。

(教师指导学生分别观察红色、紫色等不同颜色的单色光的干涉图样,比较不同色光干涉条纹宽度,与课本第59页彩图13.3-3对照,得出结论:红光干涉条纹间距大于紫光干涉条纹间距(注意其他条件相同,进行实验)。对于同种色光,改变双缝间距d,得出结论:双缝间距d越小,条纹间距越大。观察线状白炽灯的干涉条纹,与课本60页图彩图对比,得出结论:白光的干涉条纹是彩色的。)

3.测定单色光的波长

(教师指导学生按步骤进行测量,也可引导学生先设计好步骤,分析研究后再进行,教师可将实验步骤投影)

步骤:(1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹;

(2)使分划板中心刻线对齐某条(记为第1条)亮条纹的中央,记下手轮上的读数a1,转动手轮,使分划板中心刻线移动,当中心刻线与第n条亮纹中央对齐,记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2,则相邻两条纹间的距离 。

(3)用刻度尺测量双缝到光屏间距离L;

(4)用游标卡尺测量双缝间距d(这一步也可省去,d在双缝玻璃上已标出);

(5)重复测量、计算,求出波长的平均值;

(6)换用不同滤光片,重复实验。

说明:实验过程中教师要注意指导:

(1)双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,实验前教师要指导学生轻拿轻放,不要随便拆分遮光筒,测量头等元件,学生若有探索的兴趣应在教师指导下进行。

(2)滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘,要指导学生用擦镜纸轻轻擦拭,不用其他物品擦拭或口吹气除尘。

(3)指导安装时,要求学生注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直,引导学生分析理由。

(4)光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。

(5)实验中会出现像屏上的光很弱的情况.主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致;干涉条纹的清晰与否与单缝和双缝是否平行很有关系.因此(3)(4)两步要求应在学生实验中引导他们分析,培养分析问题的能力。

(6)实验过程中学生还会遇到各种类似“故障”,教师要鼓励他们分析查找原因。

(三)课堂总结、点评

通过今天的学习,我们掌握了干涉条纹的间距与光的波长之间的定量关系,即Δx= •λ,并利用上式测量了光的波长。该实验为我们提供了一种用宏观量测量微观量的方法。

(四)课余作业

完成P60“问题与练习”的题目。

附:课后训练

1.在做双缝干涉实验时,用普通的白光做光源,若在双缝处把一缝用红色玻璃挡住,另一缝用绿色玻璃挡住,则屏上会出现 ( )

A.红色干涉条纹 B.绿色干涉条纹

C.红绿相间的干涉条纹 D.无干涉条纹,但有亮光

答案:D

2.在杨氏双缝干涉实验中,保持双缝到屏的距离不变,调节双缝间距离,当距离增大时,干涉条纹距离将变________,当距离减小时,干涉条纹间距将变________.

答案:小,大

3.用单色光做双缝干涉实验时,测得双缝间距离为0.4 mm,双缝到屏的距离为1 m,干涉条纹间距为1.5 mm,求所用光波的波长。

答案:6×10-7 m

4.光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术,世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时,可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤,就像放风筝一样,这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间,起着双向传输信号的作用,光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85 μm的单色光。而上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06 μm的单色光,这样操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令,导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息,回答下列问题:

(1)在光纤制导中,上行光信号在真空中波长是多少?

(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光?(已知光纤纤芯的折射率为1.47)

答案:(1)157 μm,(2)如果上行光信号和下行光信号频率相同,会发生干涉现象。相互间产生干扰。

5.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时 ( )

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的双缝干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但在屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮

解析:题目中给出的条件是:以白光为光源时,在屏幕上得到了彩色的干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),那么,从双缝射出的则是频率不同的红色光和绿色光,所以不可能产生干涉条纹,故A、D错;而其他颜色的光不可能透过滤光片,故B亦错.虽然不能产生干涉条纹,但仍有光照在屏上,故C对。

答案:C

6.用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是

A.相邻干涉条纹之间距离相等

B.中央明条纹宽度是两边明纹宽度的两倍

C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大

D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距

解析:因为双缝干涉的条纹宽Δx= ,可见条纹宽应是相等的,A正确,BC错,又因为 红> 蓝,所以Δx红>Δx蓝,故D错.

答案:A

7.如图所示,用波长为 的单色光做双缝干涉实验时,设两个狭缝S1、S2到屏上某点P的路程差为d,则

A.距O点最近的一条暗纹必是d= /2

B.对屏上某点d=n /2(n为正整数)时,出现暗纹

C.距O点越远的点d越长,就越容易出现暗条纹

D.用各色光在同一条件下实验,波长越短的色光条纹间距越小

解析:当路程差d=n 时出现亮条纹,路程差d=(2n+1) /2时出现暗条纹,可见,当n=0时,d= /2,所以A正确。由Δx=l /d(式中d为两狭缝间的距离)得,频率越大的色光,其波长越短,干涉条纹之间的距离越小,故D正确。

答案:AD

8.在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节________和________的中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行.当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺测出n条明纹间距离a,则两条相邻明条纹间的距离Δx=________,双缝到毛玻璃屏的距离L用________测量,用公式________可以测出单色光的波长。

答案:光源、滤光片、单缝、双缝 ,毫米刻度尺Δx= λ

9.用红光做光的干涉实验时,已知双缝间的距离为0.2×10-3 m,测得双缝到屏的距离为0.700 m,分划板中心刻线对齐第一级亮条纹中央时手轮读数为0.200×10-3 m,第四级亮条纹所在位置为7.470×10-3 m,求红光的波长.若改用蓝光做实验,其他条件不变,则干涉条纹宽度如何变化?

答案:6.922×10-7 m,变窄

【总结】2013年精品学习网为小编在此为您收集了此文章“高二物理教案:用双缝干涉测量光的波长”,今后还会发布更多更好的文章希望对大家有所帮助,祝您在精品学习网学习愉快!

更多精彩内容请点击: 高中 > 高二 > 高二物理 > 高二物理教案

免责声明

精品学习网(51edu.com)在建设过程中引用了互联网上的一些信息资源并对有明确来源的信息注明了出处,版权归原作者及原网站所有,如果您对本站信息资源版权的归属问题存有异议,请您致信qinquan#51edu.com(将#换成@),我们会立即做出答复并及时解决。如果您认为本站有侵犯您权益的行为,请通知我们,我们一定根据实际情况及时处理。