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高二物理教案：用双缝干涉测量光的波长

[10-20 00:48:13]   来源：http://www.kmf8.com  高二物理教案   阅读：8156次
概要： 【摘要】步入高中，相比初中更为紧张的学习随之而来。在此高二物理栏目的小编为您编辑了此文：“高二物理教案：用双缝干涉测量光的波长”希望能给您的学习和教学提供帮助。本文题目：高二物理教案：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】、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• ，n=0、1、2…时，出现明纹;当Δ=(2n+1)
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【摘要】步入高中，相比初中更为紧张的学习随之而来。在此高二物理栏目的小编为您编辑了此文：“高二物理教案：用双缝干涉测量光的波长”希望能给您的学习和教学提供帮助。

本文题目：高二物理教案：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】

、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• ，n=0、1、2…时，出现明纹;当Δ=(2n+1) ，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]

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- )2

师：r2呢?

生：r22=l2+(x+ )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= x

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• ，n=0、1、2…时，出现亮纹。

即 •x=2n• 时出现亮纹，或写成x=

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)]

师：也就是Δx= •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= •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

(教师指导学生按步骤进行观察，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)按课本图13.3-2，将光源、单缝、遮光管、毛玻璃屏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轴线到达光屏;

(4)安装单缝和双缝，使双缝与单缝平行，二者间距约5~10 cm.;

(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。

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(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 ( )

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