高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长导学案及答案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长导学案及答案，共3页。学案主要包含了实验思路，实验装置，进行实验，数据分析，误差分析，注意事项等内容，欢迎下载使用。

1.掌握双缝干涉测量光的波长的原理(重点)。
2.学会安装实验器材，并能进行正确的实验操作测量光的波长(重难点)。
一、实验思路
1．实验原理
光源发出的光经滤光片(装在单缝前)成为单色光，把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮。来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉。遮光筒的一端装有毛玻璃屏，可以在这个屏上观察到干涉条纹，并由λ＝eq \f(d,l)Δx计算出光的波长。透镜的作用是使射向单缝的光更集中。
2．物理量的测量(双缝间的距离d已知)
(1)l的测量：双缝到屏的距离l可以用刻度尺测出。
(2)Δx的测量：相邻两条亮条纹间的距离Δx需用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。
二、实验装置
1．实验装置如图所示
2．实验器材
光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃、测量头。另外，还有学生电源、导线、刻度尺等。
三、进行实验
1．将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上。
2．接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。
3．调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。
4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的双缝干涉条纹。
5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。
6．测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx。
7．分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。
四、数据分析
1.安装____________，调节至可清晰观察到干涉条纹。如图所示。
2．使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，则相邻两亮条纹间距Δx＝________。
3．用____________测量双缝到屏间的距离l(d是已知的)。
4．重复测量、计算，求出波长的平均值。
五、误差分析
1．误差来源
由于光波的波长很小，双缝到光屏的距离l和条纹间距Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大，是本实验误差的主要来源。
2．减少误差的方法
(1)l的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。
(2)Δx的测量：使用测量头测量，测出n条亮条纹间的距离a，则Δx＝eq \f(a,n－1)，同样可以多测几次求平均值，进一步减小实验误差。
六、注意事项
1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。
2．滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。
3．安装时，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、双缝平行且与遮光筒的中心轴线垂直，间距大约5～10 cm。
4．常见问题的成因：照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。
5．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心。
6．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。
答案：
四、
1．测量头 2.eq \f(|a2－a1|,n－1) 3.刻度尺