2017-2018学年人教版选修3-4 第十三章 4.实验：用双缝干涉测量光的波长 作业
物理选修3-4课前预习第十三章4.实验：用双缝干涉测量光的波长含解析
第三课时 实验：用双缝干涉测量光的波长课前预习知识预览1。
实验目的(1）会推导相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是______________________.（2)观察白光及单色光的双缝干涉图样。
（3)测单色光的波长。
答案:Δx=dL λ 2.实验器材光具座、单缝片、双缝片、滤光片(红、绿色各一片）、遮光筒、光源、测量头（目镜、游标卡、分划板、滑块、手轮）.3.实验原理（1)如果双缝光源的相位相同，双缝到屏上任一点P 的路程差___________时，加强(亮条纹）；___________时,减弱(暗条纹)。
屏上应出现明暗相间的条纹。
（2)光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后，得到振动情况完全相同的光，它们在双缝后面空间互相叠加，会发生干涉现象.若用单色光照射,在屏上会得到明暗相间的条纹；若用白光照射，可观察到屏上出现彩色条纹。
(3)由公式___________可计算波长。
其中双缝间距离d 是已知的，双缝到屏的距离可以用米尺测出，条纹间距Δx 用测量头测出。
答案：(1）Δx=nλ （2)Δx=（2n+1）2λ (3)λ=L x d ∆ 4.实验步骤（1)按图13-3-1所示安装仪器。
（2）将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上。
图13—3-1(3）使光源发光，在光源和单缝之间加红（或绿）色滤光片,让通过后的条形光斑恰好落在双缝上,通过遮光筒上的测量头,仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹）。
(4)加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮,划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n。
(5)将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a,利用公式dΔx，求出此单色光Δx=a/(n—1），算出条纹间距，然后利用公式λ=L的波长λ(d、L仪器中都已给出)。
高中物理人教版选修3-4课件：第13章 第4节《实验：用双缝干涉测量光的波长》
• (4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双 缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的 波长是________m。(取三位有效数字)
解析：(1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、 双缝。 l 由Δx＝ d λ可知，要增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取 的办法有： ①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)； ②减小双缝之间的距离。
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-4
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十三章 机械波
第十二章 第四节 实验：用双缝干涉 测量光的波长
1
学习目标定位
3
考点题型设计
2
重点难点突破
4
随堂巩固提升
学习目标定位
※※
掌握用双缝干涉测光的波长的原理、操作、 器材、注意事项
※※ 掌握测量头的读数
课堂情景切入
－
解析：(1)由游标卡尺读数规则读出xB＝15.6mm，相邻两 xB－xA 条纹间距Δx＝ ＝0.75mm 6 d (2)波长表达式λ＝LΔx， 将数据代入得λ＝6×10 7m
－
(3)频率变大则波长变小，所以Δx将变小。
迁移·应用
•
1801年，托马斯·杨用双缝干涉实 验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单 面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果(称洛埃 镜实验)。 • (1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单 色光源，M为一平面镜。试用平面镜成像作 图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出 的光在光屏上相交的区域。
• 如图所示，牛顿用三棱镜把太阳光分成连续 分布的七种色光，因此我们知道了单色光有 七种不同的颜色，那么你知道它们的波长是 怎样测出来的吗？
重点难点突破
• 用双缝干涉测光的波长 • 1．实验原理 • 如图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭 缝都很窄，宽度可以忽略。两缝S1、S2的连 线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距 离OP0＝L
人教版选修3-4 第十三章第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 作业
第4节实验：用双缝干涉测量光的波长1．(多选)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。
下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是()A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．已知λ绿<λ红，将绿色滤光片改成红色滤光片D．增大双缝之间的距离答案BC解析光屏上相邻两条亮纹之间距离Δx＝ldλ，④和⑤之间的距离等于l，增大④和⑤之间的距离可增大相邻两条亮纹之间距离，B正确；将绿色滤光片改成红色滤光片，增大了入射光的波长，相邻两条亮纹之间距离增大，C正确；增大双缝之间的距离d，相邻两条亮纹之间距离减小，D错误；增大③和④之间的距离，不会改变相邻两条亮纹之间的距离，A错误。
2．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，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．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强答案AC解析安装实验器件时要注意：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、单缝和双缝的中心要在同一高度，且在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。
当然还要使光源发出的光束不能太暗，A、C正确。
3．在双缝干涉实验中，一钠灯发出波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样。
观察和测量图样上相邻两亮条纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距应为()A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 mC．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m答案 C解析在双缝干涉实验中，相邻亮条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离l间的关系为Δx＝ldλ，则双缝间距d＝lλΔx＝1.00×589×10－90.350×10－2m≈1.68×10－4m。
2017-2018学年度人教版选修3-4-13.4用双缝干涉测量光的波长作业.docx
2017-2018学年度人教版选修3-4^13.4用双缝干涉测量光的波长作业1.为证明实物粒子也具有波动性，某实验小组用电子束做双缝干涉实验。
实验时用50kV 电压加速电子朿，然后垂直射到间距为1mm的双缝上，在与双缝距离约为35cm的光屏上得到了干涉条纹。
该条纹与托马斯•杨用可见光做的双缝干涉实验所得到的图样基本相同，但条纹间距很小。
这是对德布罗意物质波理论的又一次实验验证。
根据德布罗h意理论，实物粒子也具有波动性，其波长久=才，其中h为普朗克常量，P为电子的动量。
下列说法正确的是A.只增大加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大B.只减小加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大C.只增大双缝间的距离，可以使干涉条纹间距变大D.只减小双缝到光屏的距离，可以使干涉条纹间距变大2.一朿由两种频率不同的单色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光A.垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B.从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的大C.分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D.若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸111的光电子最大初动能大3.单缝衍射实验屮所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同。
利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。
下图是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B 放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，激光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样，温度升高，金属棒碰撞使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随Z发生变化。
在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化, 进而计算出金属的线膨胀系数。
下列说法正确的是（）光屏A.使用激光波长越短，其它实验条件不变，中央亮条纹宽度越宽B.相同实验条件下，金属的膨胀量越大，屮央亮条纹宽度越窄C.相同实验条件下，屮央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大D.狭缝到光屏距离越大，其它实验条件相同，测得金属的线膨胀系数越大4.彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中小水珠吋的部分光路图，其中a、b为两种单色光.以下说法正确的是（）A.在真空中a光波长小于b光波长B.在真空中a光速度大于b光速度C.用同一单缝衍射装置看到的a光衍射条纹的中央亮纹比b光的窄D.用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光干涉条纹间距宽5.甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离分别记为AX］和4X2,已知△X1MX2。
高中物理人教版(选修3-4)第十三章光第4节实验：用双缝干涉测量光的波长+课件(共24张PPT)
我们知道太阳光包含了七种色光，赤、 橙、黄、绿、青、蓝、紫。他们的频率是 依次增大的,根据公式：
x l
d
那一种光干涉后的条纹间距最大，那 一种光干涉后的条纹间距最小。
•
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。2021/7/262021/7/26Monday, July 26, 2021
（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，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（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。
由读数得 a 0 .6m 5 0 6 .m 5 1 0 4 m 0
则 xa6 .5 0 1 4 0 m 1 .62 15 4 0 m
n 1 5 1
由公式 x d 1 .6 2 1 4 5 0 3 1 30 m 7 1 7 m 0
L
0 .7 0
34．. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元 件如下图所示，则
练习3、
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
。
光源
滤光片 单缝 双缝 遮光筒
屏
（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
x l
d
人教版选修3-4 13.4 实验用双缝干涉测量 教案 Word版含答案
高中人教版物理课时13.4实验:用双缝干涉测量光的波长1.了解“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理,知道影响干涉条纹宽度的因素。
2.经历用双缝干涉测量光的波长的实验过程,加深对双缝干涉图样的认识和理解,养成合作意识。
重点难点:利用双缝干涉测量光的波长实验,对相邻亮条纹中心间距公式的推导及应用。
教学建议:本节主要讲相邻亮(暗)条纹中心间距的表达式,并依据该式测定单色光的波长。
要注意相邻亮条纹中心间距公式的推导,相邻亮条纹距离实际上是其中心的距离。
尤其是要处理好两个方面的问题:一是推导过程中的两次近似处理,二是推导过程中出现的正负号的含义和k值的意义。
对于用双缝干涉测量光的波长的实验,要使学生先理解实验原理,通过思考与讨论,提出猜想,引导学生积极思考并最大限度地自主完成实验。
导入新课:你见过的最精密的尺子是什么?可能是千分尺。
千分尺的精度可以达到10-5 m,但光的波长比这个还要小得多,光的波长是怎样测量的呢?1.实验原理如图所示,设双缝S1、S2之间的距离为d,双缝到光屏的距离为l,入射光的波长为λ,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx,则在双缝干涉中相邻两个亮条纹或暗条纹中心间距的公式是①Δx=λ。
2.观察双缝干涉图样(1)双缝干涉的实验装置示意图如图所示(请写出各部分的名称)。
a.②光源、b.③滤光片、c.④单缝、d.⑤双缝。
(2)观察双缝干涉图样时,单缝和双缝要相互⑥平行,尽量使缝的中心位于遮光筒的⑦轴线上。
3.测定单色光的波长实验中用于测量干涉条纹间距的仪器叫测量头,其外形如图所示。
(1)测量头由⑧分划板、⑨目镜和手轮三部分构成。
(2)转动手轮,⑩分划板会左右移动,测量时从手轮上读取测量数据,手轮的使用与螺旋测微器类似。
1.当角θ很小时,用弧度表示的θ与其正切值、正弦值是什么关系?解答: 三者近似相等。
2.从公式Δx=λ得知,改变哪些条件便于测量?解答: 减小两缝间距d,增大缝到屏的距离l。
高二物理选修3-4 13.4实验：用双缝干涉测量光的波长 LI
实验器材： 实验器材： 双缝干涉仪、米尺、测量头。 双缝干涉仪、米尺、测量头。
实验步骤：(视频) 实验步骤： 视频)
1）如图，把长约1m的遮光筒水平放在光具座上， 的遮光筒水平放在光具座上， 如图，把长约1m的遮光筒水平放在光具座上 筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏； 筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏； 2）取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发 取下双缝，打开光源，调节光源高度， 出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度); 出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度); 3）装好单缝和双缝(缝沿竖直方向)，调节透镜， 装好单缝和双缝(缝沿竖直方向) 调节透镜， 使灯丝的像成在单缝上，调节单、双缝， 使灯丝的像成在单缝上，调节单、双缝，使缝平 这时在屏上会看到白光的干涉图样 白光的干涉图样； 行，这时在屏上会看到白光的干涉图样；
13.4实验： 13.4实验： 用双缝 实验 干涉测量光的波长
光源 透镜 单缝 双缝 屏
滤光片
遮光筒
实验原理
如下图所示，与两缝之间的距离 相比 相比， 如下图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝 都很窄，宽度可以忽略，两缝S 都很窄，宽度可以忽略，两缝 1､S2的连线的中垂线与 屏的交点为P 双缝到屏的距离OP 屏的交点为 0，双缝到屏的距离 0=L。 。 r1 r2
光源 滤光片单缝 滤光片单缝 双缝 遮光筒 屏
（2）若测得双缝与屏之间距离 ）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， （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 条亮纹的位置如图 （ a） ） 观察第1条亮纹的位置如图 条亮纹的位置如图（ ） 进或后退 所示，观察第5条亮纹的位置如图 条亮纹的位置如图（ ）所示， 所示，观察第 条亮纹的位置如图（b）所示，则可求 出红光的波长= × 出红光的波长 7×10-7 m.（保留一位有效数字） （保留一位有效数字） 1 234 5
人教版高中物理选修(3-4)-13.4《实验：用双缝干涉测量光的波长》课件
当两列波的路程差为波长的整
数倍，即dx/l=±kλ，（k=0,1,
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
观察双缝干涉图样
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
人接收的信息有90％来自眼睛看到的光;光给了我们多姿多彩的世Leabharlann .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
人教版高中物理选修3-4课件第十三章第四节实验：用双缝干涉测量光的波长
光
第四节
实验：用双缝干涉测 量光的波长
学习目标
1.了解用双缝干涉测量光的波长的实验原理并会测量单 色光的波长． 2．会推导亮条纹(或暗条纹)的间距公式．
基础理论储备
一、实验目的 1．观察白光及单色光的双缝干涉图样． l 2．会用公式 Δx＝ λ 测定单色光的波长． d 二、实验原理 1．测波长的原理 l 由公式 Δx＝ λ 可知，在双缝干涉实验中， d 是双缝间距， d 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 d 式 λ＝ Δx 计算出入射光波长的大小． l
七、注意事项 1．放置单缝和双缝时，必须使缝平行． 2．要保证光源、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)纹的中心．
4．要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx. 5．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所致；干涉条纹 不清晰一般是因为单缝与双缝不平行．
量头上的目镜观察干涉条纹，若干涉条纹不清晰，可通过遮 光筒上的调节长杆轻轻拨动双缝，即可使干涉条纹清晰明亮.
在屏上就会看到白光的双缝干涉图样．
(2)在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
3．测定单色光的波长 (1)通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划
板的中心刻线对齐某一条纹的中心,记下手轮的读数a1.继续转
知能优化演练
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
三、实验器材 双缝干涉仪，即光具座、光源、单缝、双缝、滤光片 ( 红、 绿色各一片)、遮光筒、毛玻璃屏、测量头(目镜、游标尺、 分划板、滑块、手轮)，另外还有学生电源、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
高中物理第13章教案人教版选修3-4
实验：用双缝干涉测光的波长寄语：细节决定成败。
【实验目的】：了解光波产生稳定的干涉现象的条件；观察双缝干涉图样；了解测量头的构造及使用方法；测定单色光的波长。
【实验原理】：光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，干涉条纹可从屏上观察到。
图样中相邻两条亮(暗)纹间的距离△x 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。
通过测量d、L、Δx就可计算出光的波长。
一．请同学们证明由于两缝之间的距离远远小于缝到屏的距离，所以有另一方面化简得因为当两列波的路程差为波长的整数倍时，屏上出现亮纹。
所以亮条纹中心的位置为：相邻两个亮条纹或暗纹的中心间距是：二 . 条纹间距的测量1.测量头的构成及使用：由、、等构成。
转动手轮，分划板会移动。
测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的（如图），记下此时手轮上的读数。
转动，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数。
两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。
1.数据的处理方法：测出n个亮纹间的距离a，然后求出相邻两个亮条纹间的距离。
【实验器材】：双缝干涉仪、米尺、测量头。
【实验步骤】：一、观察双缝干涉图样：1．如图所示，把直径约10cm、长约1m的遮光简水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏。
2．取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。
3．放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为5 cm～10 cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样。
4. 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样。
5．分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化。
二、测定单色光的波长：6．已知双缝间的距离d，用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻两条亮(暗)纹间的距离△x，由，算单色光的波长。
为了减小误差，可测出n条亮纹(暗)纹间的距离a，则可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离△x=a／（n-1）。
高中物理人教版选修3-4教学课件：第十三章 4 实验：用双缝干涉测量光的波长(22张)
光的 颜色
红
波长 nm 770－620
光的 颜色
绿
波长 nm 580－490
橙
620－600
蓝－靛
490－450
黄
600－580
紫
450－400
用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？
课堂小结
实验过程 单色光的获得 l、d 的获得 测量头的操作 与读数 累加法测量 x
计算得出 l
测光的波长
实验原理
x = l l
d
器材量光波波长的方法？
•自制双缝。
•为什么白光的双缝干涉图样是彩色的 ？
13.4用双缝干涉测量光的波长
如下图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭 缝都很窄，宽度可以忽略，两缝S1､S2的连线的中垂线 与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0=L。
r1 r2
理论上可以证明：
Δ
x= Ll
d
单 缝
双 缝 的 位 置
双 缝
遮 光 筒
毛 玻 璃 屏
目 镜
拨杆
测
遮
量
刻
光
头
度
筒
尺
双
单
缝
缝
，
光
源
a1
a2
x = | a2 a1 | . n 1
1. 用刻度尺测量双缝到光屏间的距离L。 2 将L、Δx代入公式，求出光的波长λ。 3 重复测量、计算，求出波长的平均值。 4 换用不同颜色二级管观察干涉条纹的异同，求出相应的波长。
各种颜色光的波长
各色光在真空中的波长和频率
物理人教版选修3-4名师导航 第十三章 4.实验：用双缝干涉测量光的波长 含解析
3 实验：用双缝干涉测量光的波长名师导航知识梳理1.实验装置及器材实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，如图13-3-1所示.图13-3-12.实验原理根据公式____________可计算波长，双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离l可以用米尺测出，相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx用测量头（如图13-3-2所示）测出.图13-3-23.实验步骤（1）测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹_________（如图13-3-3所示），记下此时手轮上的读数.图13-3-3（2）转动测量头，使分划板中心刻度____________，记下此时手轮上的读数.（3）两次____________就表示这两条纹间的距离.（4）测出n 条亮（暗）纹间的距离a ，则相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx=__________.换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长.（5）由公式Δx=d l λ，得λ=.)1(ln ad （6）重复上述实验步骤，求出x 的平均值.知识导学在学习本节内容以前，我们已经学过了双缝干涉的理论知识，所以要对理论知识进行复习巩固，同时预习实验内容，明确实验目的和实验原理，知道所需要的实验仪器及仪器在使用时的先后顺序.在实验过程中要注意操作步骤的先后顺序及可能会造成实验误差的细小枝节，确保实验结果的准确性.在本节的实验中，由于Δx 、l 对实验结果的影响较大，l 用毫米刻度尺来测量，Δx 用测量头来测量，直接测量会有较大的误差，通常用测n 条的间距a ，再推测出相邻条纹的间距Δx=a/(n-1) ,也可以通过多次测量求平均值的方法来减小实验的误差.疑难突破本实验的注意事项剖析：（1）双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，要轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件.（2）滤光片、单缝、双缝、目镜等会沾染灰尘，应该用擦镜纸轻轻擦拭，不要用其他物品擦拭或用口吹气除尘.（3）要注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心线上，并使单缝、双缝平行且竖直.（4）光源最好为线状长丝灯泡，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或不均匀的情况，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.（6）测量条纹间隔的方法两条相邻明（暗）条纹间的距离Δx1用测量头测量（由分划板、目镜、手轮等构成，如图13-3-4所示），转动手轮，分划板会左、右移动.测量时，应使分划板中心刻线对准条纹的中心（如图13-3-5所示），记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数a2,两次读数之差就是相邻两条明纹间的距离，即Δx=|a1-a2|.图13-3-4图13-3-5Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n条明条纹间的距离a，再推算相邻两条明（暗）条纹间的距离，Δx=a/(n-1).典题精讲。
人教版高二物理选修3-4第十三章4实验：用双缝干涉测量光的波长学案Word版
在实验中双缝前面的单缝的作用是怎样的？如果我们用单色性很好的激光直接照射双缝，能否在屏上看到干涉条纹？提示：单缝的作用是获得线光源，如果用单色性很好的激光，则不需要单缝，直接照射双缝即可观察到干涉条纹．实验中为什么不直接测相邻条纹间距Δx，而要测几个条纹间距来求平均值？提示：由于光的波长很小，实验中条纹宽度很小，直接测出一条条纹的宽度不准确或较难实现，只能先测出n个条纹间距，再求相邻亮条纹间的距离，这样既便于测量，又可以减小误差．【例1】(多选)用白光做“双缝干涉”实验时，得到彩色的干涉条纹，下列说法正确的是()A．干涉图样的中央亮纹是白色的B．在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹C．在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹D．在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关【导思】 1.用单色光做双缝干涉实验，干涉条纹有什么特点？条纹间距与哪些因素有关？2．如果用白光做双缝干涉实验，干涉条纹有什么特点？中央亮纹两侧最先出现的是什么颜色条纹？【解析】白光是由各种不同色光组成的复色光，光屏中央到两狭缝距离相等，各色光经双缝到达光屏中央的路程差为零，在光屏中央均出现亮纹，各色光复合成白光，所以中央亮纹为白色．由Δx＝ldλ可知：不同色光的干涉条纹间距Δx随波长λ的增大而增大，紫光的波长最短，所以靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹．故正确答案为A、C.【答案】AC分析双缝干涉图样必须明确影响条纹间距的因素有哪些.根据Δx＝ldλ分析条纹间距的变化.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(ACD)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解析：由Δx ＝Ld λ可知，改用波长更长的激光照射在双缝上，相邻亮条纹的间距Δx 增大，A 项正确，B 项错误；减小双缝间距d ，相邻亮条纹的间距Δx 增大，C 项正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，增大了屏幕与双缝的距离L ，相邻亮条纹的间距Δx 增大，D 项正确；相邻亮条纹的间距与光源到双缝的距离无关，E 项错误． 考点二 用双缝干涉测量光的波长1．实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件； (2)观察白光及单色光的双缝干涉图样； (3)测单色光的波长． 2．实验器材光具座、单缝片、双缝片、滤光片(红、绿色滤光片各一片)、遮光筒、光源、测量头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)、米尺．3．实验装置 如下图所示：4．实验步骤(1)按照上图所示的装置安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏．(2)放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样． (3)在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样． (4)用米尺测出双缝到屏的距离l ，用测量头测出相邻的n 条亮(暗)纹间的距离a ；并利用公式Δx ＝an －1计算出Δx . (5)利用表达式λ＝d Δxl ，求单色光的波长．(6)换用不同颜色的滤光片重复(3)(4)(5)步骤，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长． 5．注意事项(1)单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝的距离应相等； (2)测双缝到屏的距离l 可以用米尺多次测量取平均值；(3)测条纹间距Δx 时，用测量头测出相邻n 条亮(暗)纹之间的距离a ，再求出相邻的两条亮(暗)纹之间的距离Δx＝an－1.6．误差分析(1)误差来源本实验误差的主要来源：①米尺和测量头出现的读数误差对实验结果的影响很大；②单缝、双缝没有严格相互平行，其中心没有位于遮光筒的轴线上；③单缝到双缝的距离没有严格相等．(2)减小误差的方法①米尺测量屏到双缝的距离时多次测量取平均值，测量n条亮纹间距时多测几条亮纹之间的间距和，多次测量取平均值；②尽量把单缝、双缝调平行，调节单缝到双缝的距离相等，其中心大致位于遮光筒的中心．【例2】现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(1)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，表示各光学元件的字母排列顺序应为：________.(2)本实验的步骤：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；④用测量头测量数条亮条纹间的距离．在操作步骤②时还应注意________和________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时乙中手轮上的示数为________mm.求得相邻亮条纹的间距Δx为________mm.(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ＝________求得所测红光波长为________nm.【导思】 1.实验时光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏在光具座上的放置顺序怎样？ 2．实验时对单缝、双缝放置有什么要求？3．实验时为什么要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏中心大致在一条直线上？ 4．测量条纹间距时，为什么不是直接测量相邻两亮(暗)条纹之间的距离，而是通过测量多条亮(暗)条纹间的距离求条纹间距？【解析】 (1)滤光片是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上．所以顺序为：C 、E 、D 、B 、A .(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm.(3)测量头的读数：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度．题图甲读数为2.320 mm ，题图乙读数为13.870 mm ，所以相邻条纹间距：Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm.(4)由条纹间距公式Δx ＝l d λ得，λ＝d Δxl ，代入数据得：λ＝6.6×10－7 m ＝660 nm.【答案】 (1)C 、E 、D 、B 、A(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行 单缝、双缝间距离大约为5～10 cm (3)13.870 2.310(4)d Δx l 660用双缝干涉测量光的波长，光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏顺序不能放错.为了减小实验误差，测条纹间距Δx 时，需测n 条亮(暗)条纹间的距离a ，再推算得出相邻亮(暗)条纹间的距离Δx ＝a n －1，然后利用公式Δx ＝ld λ可得光的波长λ.某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A )，游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第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 ＝0.5 mm ，缝到屏的距离L＝1 m．则：(1)图乙中游标卡尺的示数为1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为1.770 cm.(3)所测光波的波长为6.5×10－7 m(保留两位有效数字)．解析：(1)图乙中游标卡尺是20个等分刻度，精确度为0.05 mm，读数为12 mm＋0.05 mm×10＝12.50 mm＝1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺也是20个等分刻度，读数为17 mm＋0.05mm×14＝17.70 mm＝1.770 cm.(3)由Δx＝Ldλ可得λ＝Δx·dL＝(1.770－1.250)×10－26－2×0.5×10－31m＝6.5×10－7 m.重难疑点辨析测量条纹中心间距的方法两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx1用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图所示)，记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的读数a2，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即Δx＝|a1－a2|.【典例】某同学在做双缝干涉实验时，测得双缝间距d＝3.0×10－3m，双缝到光屏间的距离为1 m，两次测量头手轮上的示数分别为0.6×10－3m和6.6×10－3m，两次分划板中心刻线间有5条亮条纹，求该单色光的波长．【解析】依题意可知Δx＝an－1＝6.6×10－3－0.6×10－35－1m＝1.5×10－3m，λ＝d·Δxl＝3.0×10－3×1.5×10－31m＝4.5×10－6 m.【答案】 4.5×10－6 mΔx应等于an－1而不是an，因为分划板中心刻线位于亮纹中心，中心刻线间有四个半宽度的亮条纹，所以Δx＝an－1.1．一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是(A)A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D．上述说法都不正确解析：白光包含各颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹．选项A正确．2．包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是(A)A．紫色条纹B．绿色条纹C．红色条纹D．都一样近3．(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，经调节后在目镜中观察到如图甲所示的单色光干涉条纹，仅改变一个实验条件后，观察到如图乙所示的条纹，则改变的实验条件可能是(BD)A．减小光源到单缝的距离B．增大双缝之间的距离C．增大双缝到光屏之间的距离D．将红色滤光片改为绿色滤光片解析：由题图可知，甲图中条纹的间距比乙图大，根据公式Δx＝ldλ知，可能是光的波长变短，也可能是双缝与屏间距离小，也可能是双缝间距增大．条纹间距与光源到单缝的距离无关，故A、C不符合题意，B符合题意；将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变短，故条纹间距变小，故D符合题意．4．(多选)某同学按实验安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，但还能使实验成功的是(ABC)A．将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝和双缝的位置互换，其他不动解析：由Δx＝ldλ知，改变双缝到屏的距离l仍能得到清晰条纹，只不过条纹间距变化，故A正确．滤光片的作用是得到相干单色光，在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉，故B正确．单缝与双缝之间距离对干涉无影响，故C正确．而D项交换后实验不能成功，故A、B、C正确．5．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大，可改用波长更长(选填“长”或“短”)的单色光，或是使双缝与光屏间的距离增大(选填“增大”或“减小”)．。
人教版选修3-4 第13章 第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 课件(40张)
|热点题型·研一研| ★题型一 实验原理与操作 【例 1】 在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如 图)：
(1)下列说法错误的是________．(填选项前的字母) 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．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻 线与该亮纹的中心对齐 C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出 n 条亮纹间的距 离 a，求出相邻两条亮纹间距 Δx＝n－a 1
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有 50 个分 度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第 1 次映入眼帘 的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的 编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数 x1＝1.16 mm；接着再转动 手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺 上的读数 x2＝________ mm.
解析：由红光波长比绿光长和双缝干涉条纹间距公式 Δx＝Ld λ 可知，红光的干涉条纹间距大，所以 Δx1>Δx2.
由 Δx＝Ldλ，解得 d＝0.300 mm.验中，按要求调整好 实验装置．
(1)为测定相邻两个亮条纹的间距，转动手轮使目镜中能观察 到如图所示的分划板中心刻度与干涉条纹，记下此时手轮上的读 数 ． 然 后 再 次 转 动 手 轮 ， 使 目 镜 中 能 观 察 到 图 ________( 填 “A”“B”“C”或“D”)所示的分划板中心刻度与干涉条纹， 再次记下手轮上的读数．
邻亮条纹的中心，故应选 C.
(2)根据双缝干涉条纹的间距公式：Δx＝ld2λ
解得 λ＝Δlx2d.
答案：(1)C
Δxd (2) l2
6．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验 仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距 d＝0.2 mm 的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 L＝ 700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．
人教版高中物理选修3-4第十三章第4节.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第4节实验：用双缝干涉测量光的波长1．光源发出的光经____________成为单色光，单色光通过________后相当于线光源，经________产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到________________的干涉条纹．如果用白光通过双缝可以观察到________条纹．2．若双缝到屏的距离用l表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间的距离用Δx表示，则入射光的波长为λ＝______________，实验中d是已知的，测出l、Δx即可测出光的波长λ.3．若用单色光作光源，则干涉条纹是________________的条纹，且条纹间距________，中央为____________．两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距________．4．在双缝干涉实验中，中间明条纹(零级明条纹)到双缝的路程差为零，那么从双缝到第三级明条纹之间的路程差是()A．1.5λ B．2λ C．2.5λD．3λ5．在杨氏双缝干涉实验中，如果()A．用白光做光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光做光源，屏上将呈现红黑相间条纹C．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大D．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6．如图1所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样：图甲为绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹；图乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹．则以下说法正确的是()图1A．图乙可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．图乙可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．图乙可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．图乙可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短概念规律练知识点一对实验原理的理解1．用单色光做双缝干涉实验，下述说法正确的是()A．相邻干涉条纹之间的距离相等B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距2．利用条纹间距与波长的关系式Δx＝ldλ来推测用白光做双缝干涉实验时，干涉图样的特点．知识点二实验装置及注意事项3．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4．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件A．白炽灯B．单缝C．光屏D．双缝片E．滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)．(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是A________(A已写好)．(2)正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则a、b相比较一定有________大于________．方法技巧练实验数据的处理方法5．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图2所示．双缝间的距离d＝3 mm.图2(1)若测定红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，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0.500 mm)观察第1条亮纹的位置如图3甲所示，观察第5条亮纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.图36．双缝干涉实验中，要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽，可采取以下办法：(1)____________；(2)____________；(3)________________．为测量红光的波长，现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm，已知双缝间的距离为0.5 mm，双缝到光屏的距离为1 m，则此红光波长为________．1．在双缝干涉实验中，以下说法正确的是()A．双缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况完全相同的光源B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等2．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，为使光屏上单色光的条纹间距减小，可采取的措施是()A．换用缝距大些的双缝片B．换用缝距小些的双缝片C．适当调大双缝与屏的距离D．适当调小双缝与屏的距离3．在双缝干涉实验中，以下说法正确的是()A．入射光波长越小，干涉条纹间距越大B．入射光频率越高，干涉条纹间距越大C．把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小D．把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小4．在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线最好()A．与亮条纹的边缘线对齐B．与暗条纹的边缘线对齐C．与亮条纹的中心位置对齐D．与暗条纹的中心位置对齐5．如图4所示，从点光源发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P 上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2，在屏Q上可以看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则()图4A．干涉条纹是黑白的，O点是亮条纹B．干涉条纹是黑白的，O点是暗条纹C．干涉条纹是彩色的，O点是亮条纹D．干涉条纹是彩色的，O点是暗条纹题号 1 2 3 4 5答案6.利用图5中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：图5A．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．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是________．7．在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节______和________的中心均位于遮光筒的中心轴线上，使单缝和双缝竖直并且互相平行．当屏上出现了干涉图样后，用测量头测出n条明条纹间的距离a，则两条相邻条纹间的距离Δx＝________，双缝到毛玻璃的距离l用________测量，用公式________可以测出单色光的波长．8．在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600 mm，两缝之间的距离是0.20 mm，单缝到双缝之间的距离是100 mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某一亮条纹(记作第一条)的中心，这时手轮上的示数如图6(a)所示．然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮条纹的中心，这时手轮上的示数如图(b)所示．这两次示数依次为____ mm和____ mm.由此可以计算这次实验中所测得的单色光的波长为______ mm.图69．在双缝干涉实验中，两缝间的距离为0.020 cm，双缝到观察干涉条纹的光屏的距离是100.00 cm，用一种单色光黄光做此实验，在光屏上测出21条黄色亮条纹间的距离是5.90 cm，试求这种黄光的波长．如果换用一种频率为4.00×1014Hz的红光做此实验，在光屏上6.00 cm范围内最多能有多少条暗条纹．10．如图7所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置．图7(1)若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°)，条纹将发生什么变化？ (2)若将双缝绕中心轴旋转(不超过90°)，条纹将发生什么变化？第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长课前预习练1．滤光片 单缝 双缝 明暗相间 彩色 2.dΔx l3．明暗相间 相等 亮条纹 越大4．D [由Δr ＝nλ(n ＝0、1、2、3…)可知屏上的第三级亮条纹对应n ＝3.]5．B [用白光做光源，屏上将呈现彩色条纹，A 错．用红光做光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B 对．λ变小，Δx 变小，C 错．红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，D 错．]6．A [由图可知，图乙中的条纹间距较大，由Δx ＝ldλ可知λ乙>λ甲，故A 正确．]课堂探究练1．A [因为相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx ＝ldλ，其中d 为两个缝间的距离，l 为缝到屏的距离，λ为光波波长，可见相邻干涉条纹之间的距离相等．A 正确，B 、C 错误．因为λ红>λ蓝，所以Δx 红>Δx 蓝，故D 也错误．]2．中央亮条纹是白色，其他各级亮条纹中，红色在最外侧 解析 如图所示，自双缝S 1、S 2透射的光到达O 点的距离总相等，则各种颜色的光在O 点都被加强，故O 点作为中央亮纹是白色的．自双缝出射的某单色光到达P 点，其路程差为此光波波长的整数倍时，P 点就为这种单色光的颜色．由于红光的波长最长，而条纹间距Δx ＝ldλ，故红条纹间距最大，红色在最外侧．3．AC [安装实验器件时要注意：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．据上分析，可知选项A 、C 正确．]点评 光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致时，因遮光筒很长，经过S 1、S 2发生干涉的图样不能呈现在屏上，失之毫厘，谬以千里，所以在调节时要特别仔细．4．(1)EBDC (2)a b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，或把它们全部倒过来，因第一项已给填好，故答案是EBDC .(2)由Δx ＝ldλ知，波长越长，条纹越宽，间距越大，或由干涉条纹的特征均可得出a 一定大于b.点评 光源、滤光片、单缝、双缝、屏在光具座上的顺序是固定的，任何两个元件之间的顺序不能颠倒，尤其是滤光片和单缝之间．5．(1)红 l Δx (2)6.86×10－7解析 (1)由于测量红光的波长，因此用红色滤光片．由Δx ＝ldλ可知要想测λ必须测定l和Δx.(2)由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ，λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70 m ≈6.86×10－7 m6．见解析解析 在双缝干涉实验中，根据公式Δx ＝ldλ可知，要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽，可以采取的办法有：(1)使用波长λ较长的单色光；(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒； (3)减小双缝之间的距离．根据测量值，计算相邻条纹间的距离：Δx ＝a n －1＝7.55mm ＝1.5 mm再代入公式λ＝Δxd l，求得红光波长为λ＝7.5×10－7 m .方法总结 (1)在计算条纹间距时一定要弄清测量头上螺旋测微器两条刻线之差对应几个条纹间距．(2)螺旋测微器的读数原则是：①以mm 为单位；②整数部分由固定刻度的整数决定；③小数部分则由固定部分的半刻度和可动部分的示数共同决定：若固定部分过半刻线，则可动部分的示数加上“0.5”；若没有过半刻线，就由可动部分的示数来确定．有一点必须明确，示数一定要读到小数点后面的第三位．课后巩固练1．A [分光法获得相干光源，所以A 正确；白光的干涉条纹是彩色的，不是黑白相间的，B 错；像屏上某点到双缝的距离差为波长的1.5倍时，该处应是暗纹，C 错；相邻亮纹间距等于相邻暗纹间距，D 错．]2．AD [根据公式Δx ＝ldλ可知，增大双缝间距d 或减小双缝跟屏的距离l ，都会使单色光的干涉条纹间距Δx 减小，故选A 、D .]3．C4．C [相邻两亮条纹的间距是指相邻两亮条纹中心的间距．]5．C [白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹．由题意知OS 1＝OS 2，即光程差等于零，在O 点振动加强，形成亮条纹．所以A 、B 、D 错误，C 正确．]6．ABD7．光源 滤光片 a n －1毫米刻度尺 Δx ＝ld λ[第2个空也可填滤色片，第4个空也可填米尺(准确到毫米)]8．0.140 10.300 5.64×10－4解析 由图知：a 1＝0.140 mm a 7＝10.300 mm条纹宽度Δx ＝a 7－a 1n －1①又Δx ＝ldλ②解①②得λ＝d Δx l ＝5.64×10－4 mm9．5.90×10－7m 16条解析 Δx ＝a n －1＝5.90×10－220 m ＝2.95×10－3 m ，λ＝d Δx l ＝0.02×10－2×2.95×10－31m＝5.90×10－7 m .而红光波长λ′＝c f ＝3×1084.00×1014 m ＝7.5×10－7m ， Δx ′＝l d λ′＝7.5×10－70.02×10－2 m ＝3.75×10－3m ， 所以暗条纹数为n ＝6×10－23.75×10－3＝16条．10．见解析解析 在双缝干涉实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源，干涉条纹总是平行双缝．(1)当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝虽然仍能形成相干光源，但由于通过双缝的光能量减少，所以屏上仍能产生干涉条纹，但条纹变暗．(2)当双缝旋转时，同样会导致干涉条纹变暗．同时，干涉条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自主广场
我夯基我达标
1.在利用双缝干涉测光波波长时，首先调节__________、__________和__________中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且相互平行，当屏幕上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出n 条明纹的距离a,则两条明条纹间的距离Δx=__________，双缝到毛玻璃屏的距离l 用__________测量，用公式__________可以计算出单色光的波长. 思路解析：理解双缝干涉的实验原理，正确操作实验装置，会分析实验数据，如两明条纹间
距Δx=
1-n a ,波长用公式Δx=d
l λ推导可得. 答案：滤光片 单缝 双缝1-n a 米尺 Δx=d l λ 2.用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为0.2×10-3 m,测得双缝到屏的距离为0.700 m.分划板中心刻线对第一级亮条纹中央时手轮读数为0.200×10-3 m.第四条亮条纹所在的位置为7.470×10-3 m.则红光的波长为__________.若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度将变__________（填“宽”或“窄”）.
思路解析：条纹间距Δx=3
10200.010470.73
3--⨯-⨯m=2.423×10-3 m. 由Δx=d
l λ得： λ=d l Δx=7
.010243.2102.03
3--⨯⨯⨯m. 答案：6.9×10-7 m 窄
3.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯,B.单缝片，
C.光屏，
D.双缝，
E.滤光片.（其中双缝和光屏连在遮光筒上）
（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A__________（A 已写好）.
（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，测量出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片，其他条件不变，测量出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有__________大于__________.
思路解析：由于红光波长大于绿光，根据Δx=d
l λ可知，Δx 红>Δx 绿，则一定有红光距离a 大于绿光距离b.
答案：（1）EBDC
（2）a b
4.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h ，双缝距离为d ，双缝与屏距离为l ，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹（ )
A.h=1 cm d=0.1 mm l=1 m
B.h=1 mm d=0.1 mm l=10 cm
C.h=1 mm d=10 cm l=1 m
D.h=1 mm d=0.1 mm l=1 m
思路解析：根据Δx=d
l λ可以得知，当d 较小、l 较大时，干涉条纹间距离明显，由此可以
排除C 、B.由于干涉光束是同频率的，故h 要小，才能得到同频率光，排除A ，故选D. 答案：D
5.在双缝干涉的实验中，入射光的频率为5×1014 Hz ，从双缝射出的两束光到达屏上某点的路程差为15 000，该点将出现什么样的条纹？
思路解析：因为λ＝Hz
s m v c 148105/103⨯⨯=Hz=0.6×10-6 m=6×10-7 m=6 000 又因为2
x λ＝15 000 所以x=5
由干涉现象规律可知：该点将出现第三级暗条纹.
我综合我发展
6.某同学在用双缝干涉仪做双缝干涉实验时，测得双缝间距d=3.0×10-3 m ，双缝到光屏间的距离为1 m ，前两次测量手轮上的示数分别为0.6×10-3 m 和6.6×10-3 m ，两次测量中分划板中心刻线分别对齐第一条亮纹和第五条亮纹中心.求该单色光的波长.
图13-3-8
思路解析：由题意知Δx=1
5106.0100.613
3-⨯-⨯=---n a =1.5×10-3 m ，(Δx 不是等于n a ，因为分划板中心刻线位于亮条纹中心，如题图所示，分划板两次中心刻线间四个亮条纹) λ=l
x d ∆=2.4×10-3 m. 答案：2.4×10-3 m
7.现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光C 、单缝D 和透红光的滤片E 等元件，要把它们放在图13-3-9所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
图13-3-9
（1）本实验的步骤有：
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；
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_________________________.
（2）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13-3-10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13-3-10乙中手轮上的示数为_______________mm ，求得相邻亮纹的间距Δx=__________mm.
图13-3-10
（3）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 ，由计算式λ=_______，求得所测红光波长为____________m.
思路解析：应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（1）应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（2）螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数，题图乙上的读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm ，图甲上的读数为(2.0+32.0×0.01) mm=2.320 mm ，Δx=5
320.2870.13-mm=2.310 mm. （3）Δx=d l λ，所以λ=l d Δx=7
.0100.24
-⨯×2.310 mm=6.6×10-7 m. 答案：（1）使单缝和双缝间距为5—10 cm 使单缝与双缝相互平行
（2）13.870 2.310 (3)
l d Δx 6.6×10-7。