/ 7 1 1 3 .4 实验:用双缝干涉测量光的波长 【教学目标】 (一)知识与技能 1.掌握明条纹(或暗条纹)间距的计算公式及推导过程。 2.观察双缝干涉图样,掌握实验方法。 (二)过程与方法 培养学生的动手能力和分析处理“故障”的能力。 (三)情感、态度与价值观 体会用宏观量测量微观量的方法,对学生进行物理方法的教育。 【教学重点】 双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。 【教学难点】 x 、L、d、λ 的准确测量。 【教学方法】 复习提问,理论推导,实验探究 【教学用具】 双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺 【教学过程】 (一)引入新课 师:在双缝干涉现象中,明暗条纹出现的位置有何规律? 生:当屏上某点到两个狭缝的路程差 Δ=2n·2,n=0、1、2… 时,出现明纹;当 Δ=(2n+1) 2,n=0、1、2… 时,出现暗纹。 师:那么条纹间距与波长之间有没有关系呢?下面我们就来推导一下。 (二)进行新课 1 .实验原理 师:[投影下图及下列说明] / 7 2 设两缝S1、S2 间距离为 d,它们所在平面到屏面的距离为 l,且 l>>d,O 是 S1S2 的中垂线与屏的交点,O 到 S1、S2 距离相等。 推导:(教师板演,学生表达) 由图可知 S1P=r1 师:r1 与 x 间关系如何? 生:r12=l2+(x- 2d)2 师:r2 呢? 生:r22=l2+(x+ 2d)2 师:路程差|r1-r2|呢?(大部分学生沉默,因为两根式之差不能进行深入运算) 师:我们可不可以试试平方差? r22-r12=(r2-r1)(r2+r1)=2dx 由于 l>>d,且 l>>x,所以 r1+r2≈2l,这样就好办了,r2-r1=Δr= ldx 师:请大家别忘了我们的任务是寻找 Δx 与 λ 的关系。Δr 与波长有联系吗? 生:有。 师:好,当 Δr=2n· 2,n=0、1、2… 时,出现亮纹。 即 ld·x=2n· 2时出现亮纹,或写成 x= dln 第 n 条和第(n-1)条(相邻)亮纹间距离 Δx 为多少呢? 生:Δx=xn-xn-1 =[n-(n-1)] dl 师:也就是 Δx= dl·λ 我们成功了!大家能用语言表述一下条纹间距与波长的关系吗? 生:成正比。 师:对,不过大家别忘了这里 l、d 要一定。暗纹间距大家说怎么算? 生:一样。 师:结果如何? 生:一样。 师:有了相邻两个亮条纹间距公式 Δx= dl·λ,我们就可以用双缝干涉实验来测量光的波长了。 2 .观察双缝干涉图样 (...