【學習目標】知道光的色散現(xiàn)象2. 知道白光由不同的色光組成3. 知道同一介質(zhì)對不同的色光折射本領不同4. 知道白光通過三棱鏡折射后，色散光譜的七色排列順序【自主學習】想一想：測量光的波長是光的干涉現(xiàn)象的應用之一，我們是如何應用光的干涉來測量的呢？點一點：如圖2所示，由幾何關系可知光程差，當兩束光的路程差為波長的整數(shù)倍時才會出現(xiàn)亮條紋，即亮條紋中心的位置為，則兩個相鄰亮條紋或暗條紋的中心間距是，即條紋寬度與l、d、有關。由以上分析可知：干涉條紋的寬度是指兩亮條紋或兩暗條紋中心線之間的距離。填一填：觀察光的干涉圖樣時要按課本54頁圖13.3-2安裝好，并使光源、單縫和雙縫的中點、遮光筒的軸線共線，單縫與雙縫要相互平行，由雙縫與屏間的距離不變的情況下，雙縫的距離d越大，某一單色光的干涉條紋寬度就越窄；在條件相同的情況下，不同顏色的光的干涉條紋寬度也就不同。填一填：由于雙縫間距d是已知的，而雙縫到屏的距離l可用米尺來測量，條紋寬度可用測量頭測量，則波長，由此即可測量光的波長。議一議：測量頭實際上是一個螺旋測微器，測量時應使分劃板的中心刻線與亮條紋的中心對齊，記下此時的讀數(shù)，然后使分劃板的中收刻線與另一亮條紋的中心對齊，記下此時的讀數(shù)，為減小實驗誤差可測量n個條紋寬度為a，則兩條相鄰亮條紋的寬度（條紋寬度）。議一議：換用不同的濾光片并測出相應的波長，你有什么發(fā)現(xiàn)呢？典題·熱題知識點一 利用雙縫干涉測量波長的實驗例1如圖13-3-4所示是實驗裝置示意圖，甲圖是用綠光進行實驗的，光屏上觀察到的條紋情況，a為中央明紋；乙圖為換另一種顏色的單色光進行實驗時觀察到的條紋情況，b為此時中央明條紋，則下列說法正確的是(    )圖13-3-4A.乙圖可能是用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較長B.乙圖可能是用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長C.乙圖可能是用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短D.乙圖可能是用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短解析：在同一實驗裝置下，l、d相同，由Δx=λ可知，相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）之間的距離Δx與λ成正比.由題意知乙中b大于甲中a，所以乙圖所用光的波長要長，而對于可見光紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，波長依次變短，由此可知可能是紅光而不是紫光.A選項正確.答案：A方法歸納 明確條紋間距公式Δx=λ中各物理量的意義，通過實驗觀察和理論總結(jié)理解條紋間距與波長成正比關系，是解決本題的關鍵.例2如圖13-3-5所示是用雙縫干涉測光的波長的實驗設備示意圖.圖13-3-5（1）圖中①是光源，⑤是光屏，它們之間的②③④依次是、和.（2）以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離（    ）A.增大③和④之間的距離B.增大④和⑤之間的距離C.將紅色濾光片改為綠色濾光片D.增大雙縫之間的距離解析：在光的干涉測波長的實驗中，光具座上從左向右依次是光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏和測量頭.由Δx=λ可知，相鄰兩條紋間距離與雙縫間的距離成反比，應減小雙縫之間的距離，D選項錯，增大雙縫到屏之間的距離，B選項正確，增大光的波長，C選項錯誤.答案：（1）濾光片  單縫  雙縫  （2）B方法歸納 掌握光的干涉測波長的實驗原理，熟悉實驗步驟，正確運用公式計算光的波長.知識點二 條紋間距、雙縫間距、縫屏間距、波長的關系例3在用單色光做雙縫干涉實驗中，屏中央（到兩縫距離相等處）是亮條紋，稱為第零級亮條紋，緊靠中央亮紋的暗紋稱為第一級暗紋，那么（    ）A.第三級暗紋到兩縫距離差為波長的1.5倍B.第三級亮紋到兩縫距離差為波長的1.5倍C.第三級亮紋到兩縫距離之差為波長的2倍D.第三級亮紋到兩縫距離差為波長的3倍解析：根據(jù)出現(xiàn)明暗條紋的條件：當|S2P-S1P|=nλ時，在屏上P點出現(xiàn)亮條紋.n=0時，在屏中央出現(xiàn)第零級亮紋，n=1時，在屏上出現(xiàn)第一級亮紋.以此類推，|S2P′-S1P′|=(2n-1)在屏上出現(xiàn)暗條紋.n=1時，在屏上出現(xiàn)第一級暗紋，n=2時，在屏上出現(xiàn)第二級暗紋.以此類推，根據(jù)以上所述，答案應選D.答案：D誤區(qū)警示 本題只需掌握出現(xiàn)明、暗條紋的條件及出現(xiàn)第幾級明（暗）紋時，n就是幾.易錯點是切不可把|S2P′-S1P′|=(2n-1)記作|S2P′-S1P′|=(2n+1).例4用單色光照射雙縫，雙縫間距等于0.06 cm，縫到屏的距離為1.5 m，若測得屏上7條亮條紋之間共相距9.0 mm，則此單色光的波長是多少？解析：先通過已知條件得出兩個相鄰條紋間距Δx，然后利用公式λ=Δx進行計算.答案：兩個相鄰條紋間距Δx=9.0 mm/（7-1）=9.0 mm/6=1.5×10-3 m用Δx=1.5×10-3 m及雙縫間距d=0.06 cm=6×10-4 m，縫到屏的距離l=1.5 m代入λ=Δx可得：λ=6×10-7 m.1．在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋。若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時（    ）A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但在屏上仍有光亮D．屏上無任何光亮2．用單色光做雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（    ）A．相鄰干涉條紋之間距離相等B．中央明條紋寬度是兩邊明紋寬度的兩倍C．屏與雙縫之間距離減小，則屏上條紋間的距離增大D．在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍光的條紋間距3．如圖1所示，用波長為的單色光做雙縫干涉實驗時，設兩個狹縫S1、S2到屏上某點P的路程差為d，則（    ）A．距O點最近的一條暗紋必是d=/2B．對屏上某點d=n/2（n為正整數(shù)）時，出現(xiàn)暗紋C．距O點越遠的點d越長，就越容易出現(xiàn)暗條紋D．用各色光在同一條件下實驗，波長越短的色光條紋間距越小4．某學習小組為探究影響干涉條紋寬度的因素，在實驗室用藍光做了雙縫干涉實驗，在光屏上呈現(xiàn)出藍、暗相間的平行條紋，設相鄰兩條藍條紋間的距離為Δx。你認以下結(jié)論中正確的是（　    ）A．單縫到雙縫間的距離越大，Δx 就越大B．雙縫之間的距離越大，Δx 就越大C．雙縫到光屏之間的距離越大，Δx 就越大D．雙縫間的距離不變，雙縫的每條縫的寬度越大，Δx就增大5．在利用雙縫干涉測定光波波長時，首先調(diào)節(jié)________和________的中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使單縫和雙縫豎直并且互相平行.當屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測量頭上的游標卡尺測出n條明紋間距離a，則兩條相鄰明條紋間的距離Δx=________，雙縫到毛玻璃屏的距離L用________測量，用公式________可以測出單色光的波長。6．用紅光做光的干涉實驗時，已知雙縫間的距離為0.2×10-3 m，測得雙縫到屏的距離為0.700 m，分劃板中心刻線對齊第一級亮條紋中央時手輪讀數(shù)為0.200×10-3 m，第四級亮條紋所在位置為7.470×10-3 m，求紅光的波長.若改用藍光做實驗，其他條件不變，則干涉條紋寬度如何變化？7.用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖2（甲）所示，已知單縫與雙縫間的距離L1=100mm，雙縫與屏的距離L2=700mm，雙縫間距d=0.25mm。用測量頭來測量亮紋中心的距離。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮紋的中心如圖2（乙）所示，記下此時手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)。（1）分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖2（丙）所示，則對準第1條時讀數(shù)x1=_______mm、對準第4條時讀數(shù)x2=_______mm（2）寫出計算波長λ的表達式，_____nm.8．用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗，已知使用的雙縫間距離，雙縫到屏的距離，測得屏上干涉條紋中亮條紋的間距，氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長是多少？假如把整個裝置放入折射率是的水中，這時屏上的條紋間距是多少？    

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4 實驗：用雙縫干涉測量光的波長

版本： 人教版 (新課標)

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