第3单元(二)用双缝干涉测量光的波长

合集下载

高考物理实验-用双缝干涉测光的波长

用双缝干涉测光的波长知识元用双缝干涉测光的波长知识讲解一、实验目的观察干涉图样，测定光的波长．二、实验原理双缝干涉中相邻两条明（暗）条纹间的距离△x与波长λ、双缝间距离d及双缝到屏的距离L 满足△x=λ．因此，只要测出△x、d和L，即可求出波长λ．三、实验器材双缝干涉仪（包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头）、刻度尺．四、实验步骤1．观察双缝干涉图样①将光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．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安装双缝，使双缝与单缝的缝平行，二者间距5～10cm．⑤观察白光的干涉条纹．⑥在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．2．测定单色光的波长（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，记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2，a1与a2之差即n条亮纹的间距．（3）用刻度尺测量双缝到光屏间距离l（d是已知的）．（4）重复测量、计算，求出波长的平均值．（5）换用不同滤光片，重复实验测量其他单色光的波长．五、注意事项1．安装器材时，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、双缝平行且竖直．2．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．3．调节的基本依据是：照在屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头、遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰的主要原因是单缝与双缝不平行．4．光波波长很短，△x、l的测量对波长λ的影响很大，l用毫米刻度尺测量，△x利用测量头测量．可测多条亮纹间距再求△x，采用多次测量求λ的平均值法，可减小误差．例题精讲用双缝干涉测光的波长例1.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。

4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长课件 -高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

做好以上调整后，在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝干涉图样 (图4.4-4)。
测量双缝到屏的距离 l 和相邻两条亮条纹间的距离 ∆x。
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。
数据分析设计表格记录实验数据。d 是已知的，l 和 n 条亮条纹间的距离 a 是直接测量值。
并由 λ＝dl Δx 计算出光的波长。透镜的作用是使射向单缝的光更集中。
物理量的测量根据 λ＝dl Δx 可知，本实验需要测量的物理量是双缝到屏的距离 l 和相
邻两条亮条纹间的距离 ∆x (双缝间的距离 d 已知)。具体操作如下。
l 的测量双缝到屏的距离 l 可以用刻度尺测出。
∆x 的测量相邻两条亮条纹间的距离 ∆x 需用测量头测出。测量头通常有两种 (图4.4-2)，但都由分划板、目镜、手轮等构成。
转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐 (图4.4-3)，记下此时手轮上的读数。然后转动手轮，使分划板中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数。两次读数之差表示这两条亮条纹间的距离 ∆x。
为了减小测量误差，可测多条亮条纹间的距离，再求出相邻两条亮条纹间的距离。
3. 某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的距离为 0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图4.4-6甲所示；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图4.4-6乙所示。根据以上实验，测得的这种光的波长是多少?

实验用双缝干涉测量光的波长

实验用双缝干涉测量光的波长在本实验中，我们将介绍实验用双缝干涉测量光的波长的方法和步骤。

通过这个实验，我们能够了解光的波属性以及测量光波长的原理和技术。

1. 实验介绍实验用双缝干涉是一种经典的实验方法，用于测量光的波长。

该实验基于干涉现象，利用光的波动性和相长干涉原理，通过测量干涉条纹的间距来计算光的波长。

2. 实验原理光线通过双缝时，会形成一系列明暗交替的干涉条纹。

这些干涉条纹的间距与入射光的波长和双缝之间的距离有关。

根据波长和距离之间的关系，可以通过测量干涉条纹的间距来计算光的波长。

3. 实验步骤3.1 准备工作a. 准备一块透明平板，放置在透明平面上。

b. 在透明平板上划上两个细缝，使它们尽可能平行且距离适当，引入夹子来调节缝宽。

c. 将一束单色光照射到双缝上，可以使用一束激光光源或太阳光透过窄缝进入。

d. 使用屏幕或照相底片作为记录干涉条纹的介质。

3.2 实验操作a. 调节双缝间距和缝宽，以获得清晰的干涉条纹。

b. 将屏幕或照相底片放置在适当位置，以观察干涉条纹。

c. 使用显微镜或放大镜对干涉条纹进行测量。

4. 数据处理和计算通过对干涉条纹的测量，我们可以得到两个相邻条纹之间的距离，即干涉条纹的间距。

根据这个间距和实验中的测量参数，我们可以计算出入射光的波长。

5. 结果与讨论根据实验数据和计算结果，我们可以得到光的波长的近似值。

同时，我们还可以分析实验中的误差源和改进方法，提高实验的准确性。

6. 实验结论通过实验用双缝干涉测量光的波长，我们得到了光的波长的近似值，并了解了光的波动性和干涉现象。

这个实验不仅增加了我们对光学的理解，还展示了实验方法和数据处理的重要性。

通过本实验，我们不仅掌握了实验用双缝干涉测量光的波长的基本原理和操作步骤，还了解了光的波动性和干涉现象。

同时，我们还学会了数据处理和计算的方法，提高了实验的准确性和可靠性。

这个实验对于深入理解光学和科学研究具有重要意义。

2021届高考物理必考实验十六：用双缝干涉测量光的波长【含答案】

2021届高考物理必考实验十六：用双缝干涉测量光的波长1.实验原理如图1所示，两缝之间的距离为d ，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略.两缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0，双缝到屏的距离OP 0＝l .则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx ＝l dλ.若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx ，就可以求得光波的波长. 2.实验器材双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头.另外，还有学生电源、导线、刻度尺等. 3．实验步骤(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示.(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. 4.数据处理（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亮条纹的中心，记下手轮上的读数a 1，将该条纹记为第1条亮纹；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a 2，将该条纹记为第n 条亮纹，则相邻两亮条纹间距Δx ＝|a 2－a 1|n －1. （3）用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l (d 是已知的). （4）重复测量、计算，求出波长的平均值. 5.误差分析（1）光波的波长很小，Δx 、l 的测量对波长λ的影响很大.（2）在测量l 时，一般用毫米刻度尺；而测Δx 时，用千分尺且采用“累积法”. （3）多次测量求平均值. 6.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、双缝平行且竖直，间距大约5～10cm.（4）调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱.主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与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.【典例1】(2019·全国卷Ⅱ·34(2))某同学利用图所示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________； A ．将单缝向双缝靠近 B ．将屏向靠近双缝的方向移动 C ．将屏向远离双缝的方向移动 D ．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则单色光的波长λ＝________；(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm.则所测单色光的波长为______nm(结果保留3位有效数字)．答案 (1)B (2)d ·Δxn －1l(3)630解析 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式Δx ＝l dλ可知，需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ，故B 项正确，A 、C 、D 项错误． (2)由题意可知，Δx n －1＝l d λ⇒λ＝d ·Δxn －1l. (3)将已知条件代入公式解得λ＝630nm.【典例1】用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d 的大小恰好是图11丁中游标卡尺的读数；双缝到毛玻璃屏间的距离的大小是图丙中的毫米刻度尺的读数；实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划板中心刻线对准靠近最左边的一条亮条纹中心(如图乙所示)，并记下手轮上的读数x 1(如图戊所示)，然后转动手轮，把分划板中心刻线向右移动，直到对准第7条亮条纹中心并记下手轮上的读数x 2(如图己所示)，由以上测量数据求该单色光的波长．(结果保留两位有效数字)答案 8.0×10－7m解析根据条纹间距公式Δx ＝l d λ可知，波长λ＝d lΔx ，由题图丁可直接读出d ＝0.25mm ＝0.00025m ，双缝到屏的距离由题图丙读出l ＝74.90cm ＝0.7490m ．由题图乙、戊、己可知，两条相邻亮条纹间的距离Δx ＝14.700－0.3006mm ＝2.400mm ＝0.002400m.将以上数据代入得λ＝d Δx l ＝0.00025×0.0024000.7490m≈8.0×10－7m.【典例2】 (多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是( ) A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动【答案】 ACD【解析】根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx ＝ldλ可知，要使Δx 增大，可以增大波长或增大双缝到屏的距离或缩小双缝间的距离，所以选项A 、C 、D 正确，B 、E 错误.【针对训练2】在杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7m ，双缝间的距离d ＝1mm ，双缝到屏的距离l ＝2m ，则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为______________. 【答案】 1.178×10－2m【解析】由Δx ＝l dλ可知 Δx ＝1.178×10－3m ，则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距为x ＝10Δx ＝1.178×10－2m.【典例3】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图)，下列说法错误的是( )A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C.为了减小测量误差，可用测量头测出n 条亮条纹间的距离a ，求出相邻两条亮条纹间距Δx ＝an －1D.将滤光片放在单缝与双缝之间不改变实验结果【答案】 A【解析】调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A 错误；测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B 正确；n 条亮条纹之间有n －1个间距，相邻两条亮条纹的间距Δx ＝an －1，故C 正确；根据实验原理知D 正确.【针对训练3】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20mm 的双缝，双缝与屏的距离为600mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹.换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k 级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的______(填字母)，此时测量头的读数为25.70mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k ＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是_______mm ，紫光的波长等于________nm.【答案】 D 19.40 420 【解析】由干涉条纹间距Δx ＝lλd可知，换上紫色滤光片后，在其他条件不变的情况下，间距变小，干涉条纹变密，分划板应该在正中央，所以为D.游标卡尺读数为19.40mm.平均条纹间距Δx ＝25.70－19.405mm＝1.26mm ，根据λ＝d lΔx ，解得λ＝420nm.【典例4】 (2015·全国卷Ⅰ)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的相邻干涉条纹间距Δx 1与绿光的相邻干涉条纹间距Δx 2相比，Δx 1____Δx 2(填“＞”“＝”或“＜”).若实验中红光的波长为630nm ，双缝与屏幕的距离为1.00m ，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm ，则双缝之间的距离为________mm. 【答案】＞ 0.300【解析】双缝干涉条纹间距Δx ＝l dλ，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即Δx 1＞Δx 2.相邻亮条纹间距Δx ＝10.5 mm 5＝2.1 mm ＝2.1×10－3m ，根据Δx ＝l d λ可得d ＝lλΔx＝0.300 mm.【针对训练4】 (多选)利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法，其中正确的是( )A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B.将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小E.去掉滤光片后，干涉现象消失【答案】 ABD【解析】实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A 正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距公式Δx ＝l dλ知条纹间距变宽，故B 正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C 错误.把5个条纹间距数成6个，则Δx 偏小，根据Δx ＝l dλ，可知波长的测量值偏小，故D 正确；去掉滤光片，将出现彩色的干涉条纹，故E 错误.【典例5】在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示.双缝间的距离d ＝3mm.若测定红光的波长，选用红色的滤光片，实验中测得双缝与屏之间的距离为0.70m ，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm)观察第1条亮条纹的位置如图7甲所示，其读数为________mm ；观察第5条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为______mm.则可求出红光的波长λ＝________m.【答案】 0 0.640 6.86×10－7【解析】由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640mm ，所以Δx ＝a 2－a 15－1＝0.6404mm ＝1.60×10－4m ，λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70m≈6.86×10－7m.【针对训练5】某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是( )A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源【答案】 B【解析】改变条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx ＝l dλ可知，要使Δx 增大，可增大双缝到光屏之间的距离l ，C 错；减小双缝之间的距离d ，B 对；换用波长更长，即频率更低的单色光源，D 错；改变光源到单缝的距离不会改变Δx ，A 错.【典例6】(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，若用单色光照射后观察毛玻璃屏上的条纹如图所示，则有( )A.若只适当增大单缝的宽度，则条纹间距将减小B.若只适当增大双缝的间距，则条纹间距将减小C.若只适当增大照射光的频率，则条纹间距将增大D.若只适当增大双缝到光屏的间距，则条纹间距将增大【答案】 BD【针对训练6】(多选)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是( )A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄【答案】 ABD【解析】由条纹间距公式Δx ＝l dλ可知，A 项中l 减小，Δx 变小；B 项中λ变大，Δx 变大；D 项中d 变大，Δx 变小.故A 、B 、D 正确.【典例7】(多选)某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于( )A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B.没有安装滤光片C.单缝与双缝不平行D.光源发出的光束太强【答案】 AC【解析】安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功.当然还要使光源发出的光束不致太暗.综上所述，可知选项A、C正确.【针对训练7】(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象.图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏.现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是( )A.N应选用遮光屏1B.N应选用遮光屏3C.O应选用遮光屏2D.O应选用遮光屏4【答案】AC【典例8】(多选)关于“用双缝干涉测量光的波长”实验，正确的说法是( )A.实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B.观察到的白光的干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C.看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大D.测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数【答案】ACD【针对训练8】某同学在做“双缝干涉测量光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻线对齐第2条亮纹的中心时(如图5甲中的A)，游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B)，游标卡尺的示数如图丁所示.已知双缝间距d＝0.5mm，双缝到屏的距离l＝1m，则：(1)图乙中游标卡尺的示数为________cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为________cm.(3)所测光波的波长为________m(保留两位有效数字).【答案】 (1)1.250 (2)1.775 (3)6.6×10－7【解析】 (1)游标卡尺的固定刻度读数为1.2cm ，游标尺上第10个刻度游标读数为0.05×10mm＝0.50mm ＝0.050cm ，所以最终读数为1.2cm ＋0.050cm ＝1.250cm.(2)游标卡尺的固定刻度读数为1.7 cm ，游标尺上第15个刻度游标读数为0.05×15 mm＝0.75 mm ＝0.075cm ，所以最终读数为：1.7cm ＋0.075cm ＝1.775cm. (3)Δx ＝1.775cm －1.250cm6－2≈0.131cm根据Δx ＝l dλ得，λ＝6.6×10－7m.【典例9】如图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置，测得双缝屏到毛玻璃屏的距离l 为0.2m 、双缝的距离d 为0.4mm ，图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是亮条纹的编号，图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为________mm ，图丁是测第4号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为________mm.根据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离Δx ＝________mm ，计算波长的数学表达式λ＝________，被测光的波长为________nm.【答案】 0.510 1.485 0.325Δx ·dl650【解析】题图丙是测第1号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为0.5 mm ＋0.01×1.0 mm＝0.510mm ；题图丁是测第4号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为1mm ＋0.01×48.5mm＝1.485mm ；相邻两条亮条纹间的距离Δx ＝1.485－0.5103mm ＝0.325mm ；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx ＝l dλ，得λ＝Δx ·dl，代入数据得：λ＝0.325×10－3×0.4×10－30.2m ＝6.5×10－7m ＝650nm.【针对训练9】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向________(填“上”或“下”)调节. (2)某次测量如图所示，则读数为________mm.(3)几位同学实验时，有的用距离为0.1mm 的双缝，有的用距离为0.2mm 的双缝；同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，图8选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是________.(已知红光波长大于紫光的波长)【答案】(1)上 (2)5.007 (3)BD【解析】 (1)发现筒的上壁照得很亮说明光线向上，即观察端偏下，所以应将观察端向上调节； (2)螺旋测微器的固定刻度为5mm ，可动刻度为0.7×0.01mm＝0.007mm ，所以最终读数为5mm ＋0.007mm ＝5.007mm ； (3)根据Δx ＝lλd可知，当红光分别通过距离为0.1mm 和0.2mm 的双缝时，距离越大的条纹间的距离越小，故B 正确；同理，当红光和紫光通过相同距离的双缝时即l 、d 相同情况下，波长越长的条纹间的距离越大，故D 正确.【典例10】在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题：(1)如图(a)、(b)两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________.(2)将下表中的光学元件放在图(c)所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长.元件代号 A B C D E元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各学光元件的排列顺序应为________.(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离l＝0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图(d)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图(e)所示，则其示数x A＝______mm；在B位置时游标卡尺如图(f)所示，则相邻两条纹间距Δx＝________mm.(4)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m.(5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”).【答案】(1)(a) (2)EDBA(3)111.15 0.60 (4)6.0×10－7(5)变小。

4 实验：用双缝干涉测量光的波长

实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验目的(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样。

(2)掌握用公式Δx ＝ld λ测定单色光的波长的方法。

二、实验原理1．相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx 与入射光波长λ之间的定量关系推导如图所示，双缝间距为d ，双缝到屏的距离为l 。

双缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0。

对屏上与P 0距离为x 的一点P ，两缝与P 的距离PS 1＝r 1，PS 2＝r 2。

在线段PS 2上作PM ＝PS 1，则S 2M ＝r 2－r 1，因d ≪l ，三角形S 1S 2M 可看做直角三角形。

有：r 2－r 1＝d sin θ(令∠S 2S 1M ＝θ)。

① 另：x ＝l tan θ≈l sin θ②由①②得r 2－r 1＝d x l ，若P 处为亮纹，则d x l ＝±kλ(k ＝0,1,2，…)，解得：x ＝±k l d λ(k ＝0,1,2…)，相邻两亮纹或暗纹的中心间距：Δx ＝l dλ。

2．测量原理由公式Δx ＝ld λ可知，在双缝干涉实验中，d 是双缝间距，是已知的；l 是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx ，即可由公式λ＝dl Δx 计算出入射光波长的大小。

3．测量Δx 的方法测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n 个亮纹间的距离a ，则可求出相邻两亮纹间的距离Δx ＝an －1。

三、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。

四、实验步骤1．器材的安装与调整(1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，如图所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。

实验用双缝干涉测量光的波长教案

实验：用双缝干涉测量光的波长【教案目标】（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。

【教案重点】双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。

【教案难点】x ∆、L 、d 、λ的准确测量。

【教案方法】复习提问，理论推导，实验探究【教案用具】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【教案过程】（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 ·2λ，n =0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n +1） 2λ，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S 1、S 2间距离为d ，它们所在平面到屏面的距离为l ，且l >>d ，O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，O 到S 1、S 2距离相等。

推导：（教师板演，学生表达）由图可知S 1P =r 1师：r 1与x 间关系如何生：r 12=l 2+（x -2d ）2 师：r 2呢生：r 22=l 2+（x +2d ）2 师：路程差|r 1-r 2|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r 22-r 12=（r 2-r 1）（r 2+r 1）=2dx由于l >>d ，且l >>x ，所以r 1+r 2≈2l ，这样就好办了，r 2-r 1=Δr =ld 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 ·2λ，n =0、1、2…时，出现亮纹。

高考物理实验课【用双缝干涉测量光的波长】

二、规律方法总结 1．数据处理 (1)条纹间距 Δx＝an2－－a11. (2)波长 λ＝dl Δx. (3)计算多组数据，求 λ 的平均值．
2．误差分析 (1)双缝到屏的距离 l 的测量存在误差． (2)测条纹间距 Δx 带来的误差． ①干涉条纹没有调整到最清晰的程度． ②误认为 Δx 为亮(暗)条纹的宽度． ③分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心． ④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．
3．注意事项 (1)双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养． (2)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、双缝平行且间距适当． (3)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近． (4)照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．
(2)测定单色光的波长 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亮条纹的中央，记下手轮上的读数 a1，将该条纹记为第 1 条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数 a2，将该条纹记为第 n 条亮纹． ③用刻度尺测量双缝到光屏的距离 l(d 是已知的)． ④重复测量．
4．实验步骤 (1)安装仪器、观察干涉条纹 ①将光源、遮光筒毛玻璃屏依次安装在光具座上，如图所示．
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，使光源发出的光能沿轴线到达光屏． 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，二者间距约 5～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹． ⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．

实验：用双缝干涉测量光的波长详解

d
得 ad
(n 1)l
白光的干涉图样是什么样？
①明暗相间的彩色条纹 ②中央为白色亮条纹 ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 ④在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内缘。
练习1、北京市海淀区二模反馈题21(1) 21.（1）某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的
波长，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L, 将测
[解析] (1)根据 Δx＝dlλ，可知增大 l 或 λ 可使 Δx 增大，故选 D 项． (2)由甲图，x1＝2.190 mm～2.193 mm，均对．由乙图，x2＝7.869 mm～7.871 mm，均对．
家庭作业：课本59页1、2、3题。
（D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
解析：白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹, 即间距不等的条纹，D对。
35 30
字母符号表示）。
0 25 mm 20
练习2、2008年高考物理上海卷 12 12．在杨氏双缝干涉实验中，如果（ B D ）（A）用白光作为光源, 屏上将呈现黑白相间的条纹（B）用红光作为光源, 屏上将呈现红黑相间的条纹（C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
5、若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系
①螺旋测微器的读数
图（乙）
25
2

0
5 01 10
5
第1条
时读数
45
40
35
15
200
5

13.4实验：用双缝干涉测量光的波长

光源滤光片单缝双缝遮光筒屏
你能计算出两条纹的间距吗？
（2）若测得双缝与屏之间距离0.70m，通过测量头（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm）观察第1条亮纹的位置如图（a）所示，观察第5条亮纹的位置如图（b）所示，则可求出红光的波长= 7×10-7 m.（保留一位有效数字）
1 234 5
图（a）
10 0 0 40
20 15
0 10 图（b）
L 0.70m, d 3mm 3103m
由读数得 a 0.650mm 6.50104m
则 x a 6.50104 m 1.625104 m
n1
51
由公式 x d 1.625104 3103 m 7 107 m
测量头的读数
测出n个亮条纹间的距离a，就可以求出相邻两个亮条纹的距离
x a
n 1
再由
x l
d
得பைடு நூலகம்
ad
(n 1)l
在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，装置如图，双缝间的距离d=3mm （1）若测定红光的波长，应选用红色的滤光片，实验时需要测定的物理量有：
双缝到屏的距离L 和 n条条纹间距a 。
L
0.70
13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长
光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，学生电源、导线、刻度尺
1、安装双缝干涉仪 2、单缝到双缝的距离为5-10cm 3、通过目镜，可看见白光的双缝干涉条纹
4、放红光滤光片，观测红光的双缝干涉条纹，调节d比较△x的变化，换其他颜色滤光片，调节d比较△x的变化
5、测量出n条亮条纹间距a 6、米尺测l，查看说明书，得出d 7、代入公式，求出波长

高考物理考点一遍过考点用双缝干涉测光的波长(含解析)

取夺市安慰阳光实验学校实验：用双缝干涉测光的波长一、实验：用双缝干涉测光的波长 1．实验原理如实验原理图甲所示，电灯发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S 时发生衍射，这时单缝S 相当于一个单色光源，衍射光波同时到达双缝S 1和S 2之后，S 1、S 2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，相邻两条明（暗）条纹间的距离Δx 与入射光波长λ，双缝S 1、S 2间距离d 及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：λdlx =∆，因此，只要测出Δx 、d 、l 即可测出波长λ。

两条相邻明（暗）条纹间的距离Δx 用测量头测出。

测量头由分划板、目镜、手轮等构成。

如实验原理图乙所示。

2．实验器材双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺。

3．实验步骤（1）观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如实验原理图丁所示。

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轴线到达光屏。

④安装双缝和单缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距约5 cm~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。

（2）测定单色光的波长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亮条纹的，记下手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的，记下此时手轮上的读数；将该条纹记为第n 条亮纹，测出n 个亮条纹间的距离a ，则相邻两亮条纹间距1-=∆n ax 。

③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l （d 是已知的）。

④重复测量、计算，求出波长的平均值。

二、实验中的注意事项 1．数据处理（1）条纹间距的计算：移动测量头的手轮，分划板刻线在第1条亮纹时读数为a 1，在第n 条亮纹时读数为a n ，则。

（2）根据条纹间距与波长的关系λdl x =∆得x ld ∆=λ，其中d 为双缝间距，l 为双缝到屏的距离。

实验_用双缝干涉测量光的波长

4．某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉．某同学按实验装置安装好仪器后，现象，获得成功，现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是( ) 做如下改动，仍能使实验成功的是 • A．将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少．将遮光筒内的光屏，许，其他不动 • B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动．将滤光片移至单缝和双缝之间， • C．将单缝向双缝移动少许，其他不动．将单缝向双缝移动少许， • D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动．将单缝与双缝的位置互换，解析：双缝发生干涉，而单缝发生衍射，改变双缝解析：双缝发生干涉，而单缝发生衍射，到屏的距离仍能得清晰条纹，只不过条纹间距变化，到屏的距离仍能得清晰条纹，只不过条纹间距变化，单缝与双缝之间距离对干涉无影响，单缝与双缝之间距离对干涉无影响，滤光片的作用是得到相干单色光，在单缝前还是在单、是得到相干单色光，在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉．不影响干涉．答案：答案：ABC
课堂练习 • 1．做“双缝干涉测光的波长”实．双缝干涉测光的波长” 验时，验时，一同学在光屏上隐约看到亮根本无法看见明暗相间的条纹，光，根本无法看见明暗相间的条纹， ACD 其原因可能是( ) 其原因可能是 • A．光源的高度不合适． • B．没有放入滤光片． • C．单缝和双缝不平行． • D．单缝和双缝的前后位置放反了．
实验：
用双缝干涉测量光的波长
实验目的：实验目的： 1、了解光波产生稳定的干涉现象的条件；、了解光波产生稳定的干涉现象的条件； 2、观察双缝干涉图样；、观察双缝干涉图样； 3、测定单色光的波长。、测定单色光的波长。实验原理：实验原理：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（纹间的距离△ 与双缝间的距样中相邻两条亮（暗）纹间的距离 △ x与双缝间的距双缝到屏的距离L、单色光的波长λ之间满足离 d 、双缝到屏的距离、单色光的波长之间满足

用双缝干涉测量光的波长

高频考点例析
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图14－5－ 5甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图14－5－5乙中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距 Δx为________mm.
基础知识梳理
【实验步骤】
1．观察干涉条纹 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图14－5－3所示．
图14－5－3
基础知识梳理
(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，使光源发出的光能沿轴线到达光屏． (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，二者间距约5 cm～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹． (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
高频考点例析
图14－5－3
高频考点例析
(2)本实验的实验步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离；
高频考点例析
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器) 测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意________和 ________．
以A、C、D选项正确． (2)固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为 20.2，所以测量结果为0.5 mm＋20.2× 0.01 mm＝ 0.702 mm.
高频考点例析
(3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离．
【答案】 (1)ACD (2)0.702 (3)大于

学生实验：用双缝干涉测量光的波长

下或左右调节灯泡，反复调节几次，使灯丝的放大像及缩小像
均成在单缝中心．
滤光片: 获取单色光
单缝：双缝：
获取获取相线光源干光源
遮光筒
屏
光源
L1
L2
图 5-2-2
2．观察双缝干涉图样
4．在遮光管的另一端装上测量头．在单缝管上装上拨杆，边观察，边左右移动拨杆，以调节单缝与双缝平行，直至看到白光的干涉条纹最清
2．用刻度尺测量双缝到光屏的距离 l(双缝间距 d 是已知的)．
l 3．将测得的 l、d、Δx 代入 Δx＝ λ，求出光的波长 λ，重复 d 测量、计算，求出波长的平均值．
4．换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长．
六、注意事项 1 ．放置单缝和双缝时，必须使缝平行，间距大约为 5 ～ 10 cm. 2．要保持光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上． 3．测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)条纹的中心．
线和干涉条纹，然后绕光轴转动测量头，使分划线与干涉条纹平行，固定好测量头后即可进行测量．
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX ΔX
ΔX
第二条亮纹
第一条亮纹
零级亮条纹
第一条亮纹
第二条亮纹
第三条暗纹
第二条暗纹
第一条暗纹
第一条暗纹
第二条暗纹
取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，故A错误；根据实验操作可知B、C正确．
(2)读数为1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.
方法总结
(1)应掌握测量头的读数方法．

4.4实验用双缝干涉测量光的波长

4.3试验：用双缝干预测量光的波长一、试验原理 (1)二、试验器材 (1)三、试验步骤 (2)四、数据处理 (2)五、误差分析 (2)六、考前须知 (2)【稳固练习】 (4)一、试验原理如图1所示，两缝之间的距离为d ，每个狭缝都很窄，宽度可以忽视．图1两缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0，双缝到屏的距离OP 0＝l .那么相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx ＝l dλ. 假设双缝间距，再测出双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx ，就可以求得光波的波长．二、试验器材双缝干预仪，即光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头．另外，还有同学电源、导线、刻度尺等．学习名目学问把握三、试验步骤1．将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示．图22．接好光源，翻开开关，使灯丝正常发光．3．调整各器件的高度，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，这时可观看白光的干预条纹．5．在单缝和光源间放上滤光片，观看单色光的干预条纹．四、数据处理1．安装测量头，调整至可清楚观看到干预条纹．2．使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，登记手轮上的读数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，登记此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，那么相邻两条亮条纹间的距离Δx＝|a2－a1|n－1＝an－1.3．用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是的)．4．重复测量、计算，求出波长的平均值．五、误差分析1．光波的波长很小，Δx、l的测量误差对波长λ的影响很大．2．在测量l时，一般用毫米刻度尺；而测Δx时，用千分尺且采纳“累积法〞．3．屡次测量求平均值．六、考前须知1．双缝干预仪是比拟精密的仪器，应轻拿轻放，不要任凭拆解遮光筒、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，留意调整光源、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，间距大约为5～10 cm.4．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心.[例题1]〔2023•天河区校级三模〕在利用“双缝干预测定光的波长〞试验中，双缝间距为d，双缝到光屏间的距离为L ，在调好试验装置后，用某种单色光照耀双缝得到干预条纹，当分划板在图中B 位置时，对应游标卡尺读数如图，那么：〔1〕分划板在图中B 位置时游标卡尺读数x B ＝mm ；〔2〕假设分划板在图中A 位置时游标卡尺读数为x A 〔x A ＜x B 〕，那么该单色光的波长的表达式为λ＝(x B −x A )d 6L 〔用x A 、x B 及题中所给字母及必要的数字表示〕；〔3〕假设用频率更高的单色光照耀，同时增大双缝间的距离，那么条纹间距变窄〔填“变宽〞或“变窄〞或“不变〞〕。

高中物理实验：用双缝干涉测量光的波长

测定单色光的波长
• 测出n个亮条纹间的距离a，求出相邻两个亮条纹间的距离△x=a/（n-1),然后由
△x=lλ/d
2…)时才会出现亮条纹，亮条纹
位置为：
X=±klλ/d
实验原理
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
x l
d
其中，波长用表示，d表示两个狭缝之间的距离，l
为挡板与屏间的距离．
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
第第中第第
二一间一二
条条亮条条
亮亮纹亮亮
纹纹
纹纹
第第第第第第三二一一二三条条条条条条暗暗暗暗暗暗纹纹纹纹纹纹
实验：用双缝干涉测量光的波长
实验原理
如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹
间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越大，
条纹间的距离也越大，这是为什么？
思考
r1
S1 d
θ
r2
S2 l
运用几何知识
P1
r2-r1=dsinθ
x
P
X=ltanθ≈lsinθ
当两列波的路程差为波长的整
数倍，即dx/l=±kλ，（k=0,1,

4.4实验用双缝干涉测量光的波长课件高二上学期物理人教版选择性2

创新方案：用光传感器做双缝干涉的实验 1.实验装置光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器。这个实验的光路是自上而下的。
2.光传感器是一个小盒，在图中为白色狭长矩形部分，沿矩形的长边分布着许多光敏单元。这个传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示屏上显示出来。根据显示器上干涉图像的条纹间距，从而算出光的波长。 3.这种方法除了同样可以测量条纹间距外，它还可以方便、形象地在显示屏上展示亮条纹的分布，并能定量地描绘传感器上各点的光照强度。
4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长
学习目标
1、会根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系，确定测量光的波长的实验思路。 2、能设计实验方案并正确操作实验器材，得到明显的干涉条纹。 3、知道两种测量头的操作和读数规则，并获得数据。 4、对测量数据进行整理，得到波长的测量值。
课堂引入
同学们，你见过最精密的尺子是什么？可能是千分尺，千分尺的精确度可以达到10-5m,你知道，可光的波长比这个还有小的很多，光的波长是怎样被测量出来的，你能根据之前学习过的知识设计实验方案吗？
记下此时测量头刻度x1，将测量头朝右端移动，记下第 n 条亮纹中心位
置 x2；则第1条亮x纹与第a n 条亮纹中心间距为a=x2-x1，则相邻亮纹间
距为：
n1
6.已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，由 x d ，计算红光的波长。
L
五、数据处理
第1条读数：X1
x x2 x1 6
第7条读数：X2
目镜
螺旋测微器
游标卡尺
分划板
手轮
转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应使分划板的中心刻
线与亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数。然后转动手

4 实验：用双缝干涉测量光的波长 (2)

(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．
(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．
八、实验改进实验室里的双缝干涉仪比较精密，并且安装不方便，调节、
测量时十分麻烦．现用一种简单方法替换如下：用一支小孩激光笔，水平放置在桌面上，前面放置一双缝，则在正对的墙上就出现十分明显的双缝干涉条纹，测出相关的物理量，利用公式 Δx ＝dl λ 即可求出 λ.优点：简单易操作．缺点：精度偏低．
2．测定单色光的波长 (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亮条纹的中央，记下手轮
上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹． (3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)． (4)重复测量．
(4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m，由计算公式λ＝__________，求得所测红光波长为__________nm. [解析] (1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、 B. (2)单缝与双缝的间距为5 cm～10 cm，使单缝与双缝相互平行． (3)图甲的读数为2.320 mm，图乙的读数为13.870 mm，
图实－14－5
[解析] 根据条纹宽度公式 Δx＝dl λ 可知，波长 λ＝dl Δx，只要根据题目提供的数据就可求解，由丁图可直接读出 d＝0.25 mm＝0.00025 m，双缝到屏的距离由丙图读出 l＝749.8 mm＝0.7498 m. 由图乙、戊、己可知，两条相邻亮条纹间的距离 Δx＝14.700－ 6 0.300 mm＝2.400 mm＝0.002400 m. 将以上数据代入得 λ＝dΔl x＝0.000205.×7409.8002400 m≈8×10－7 m. [答案] 8×10－7 m

用双缝干涉测定光的波长实验复习教学案(自编)

（二）用双缝干涉测定光的波长实验复习教学案北京蔡雨翔 2013.05教学要求1．理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器．2．观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样．3．掌握利用公式Δx ＝l d λ测波长的方法．教学过程：一、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx 与双缝间的距离d 、双缝到屏的距离l 、单色光的波长λ之间满足λ＝d ·Δx /l .二、实验器材双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．附：测量头的构造及使用：如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数．然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的刻度．两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离．实际测量时，要测出n 条亮条纹(暗条纹)的宽度，设为a ，那么Δx ＝a n －1.四、实验步骤1．安装仪器(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．图2(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝相互平行．2．观察与记录(1)调整单缝与双缝间距为几厘米约为时（5 cm ～10 cm ），观察白光的干涉条纹．(2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a 1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n 条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a 2，则相邻两条纹间的距离Δx ＝|a 1－a 2|n －1. (4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长．3．数据处理用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l ，由公式λ＝d lΔx 计算波长．重复测量、计算，求出波长的平均值．五、误差分析测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距Δx测量不准，或双缝到屏的距离测不准都会引起误差，但都属于偶然误差，可采用多次测量取平均值的方法来减小误差．六、注意事项1．调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮．2．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上．3．调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐，记清此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条纹间的距离．4．不要直接测Δx，要测多个亮条纹的间距再计算得Δx，这样可以减小误差．5．白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．同步训练：1．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其它元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的______。

杨氏双缝干涉测波长

杨氏双缝干涉测波长
杨氏双缝干涉测波长是一种常用的光学实验方法，它可以通过测量光
的干涉条纹来确定光的波长。

这种方法是由英国物理学家托马斯·杨在1801年发明的，至今仍被广泛应用于光学研究和实验教学中。

杨氏双缝干涉实验的原理是利用两个相距很近的狭缝，让光通过后形
成干涉条纹。

当光通过两个狭缝后，会形成一系列明暗相间的干涉条纹，这些条纹的间距与光的波长有关。

通过测量这些干涉条纹的间距，就可以计算出光的波长。

在实验中，需要使用一束单色光源，例如激光或者钠光灯。

将光源放
置在一个狭缝前面，让光通过狭缝后形成一条光线。

然后，在光线的
路径上放置一个透镜，将光线聚焦到另一个狭缝上。

这两个狭缝之间
的距离称为双缝间距。

当光通过两个狭缝后，会形成一系列干涉条纹。

这些条纹的间距可以
通过以下公式计算：
dλ/D = x/L
其中，d是双缝间距，λ是光的波长，D是透镜到屏幕的距离，x是相
邻两个亮纹之间的距离，L是光源到透镜的距离。

通过测量干涉条纹的间距，可以计算出光的波长。

这种方法可以用于测量各种波长的光，例如可见光、紫外线和红外线等。

总之，杨氏双缝干涉测波长是一种非常有用的光学实验方法，它可以通过测量干涉条纹的间距来确定光的波长。

这种方法被广泛应用于光学研究和实验教学中，对于深入理解光的性质和行为具有重要意义。