高中物理选修3-4学案：13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长

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高中物理选修3-4学案1：13.4 实验用双缝干涉测量光的波长

4 实验：用双缝干涉测量光的波长【学习目标】1. 知道光的色散现象2. 知道白光由不同的色光组成3. 知道同一介质对不同的色光折射本领不同4. 知道白光通过三棱镜折射后，色散光谱的七色排列顺序【自主学习】想一想：测量光的波长是光的干涉现象的应用之一，我们是如何应用光的干涉来测量的呢？点一点：如图2所示，由几何关系可知光程差，当两束光的路程差为波长的整数倍时才会出现亮条纹，即亮条纹中心的位置为，则两个相邻亮条纹或暗条纹的中心间距是，即条纹宽度与、、有关。

由以上分析可知：干涉条纹的宽度是指两亮条纹或两暗条纹之间的距离。

填一填：观察光的干涉图样时要按课本54页图13.3-2安装好，并使、单缝和双缝的、遮光筒的共线，单缝与双缝要，由双缝与屏间的距离不变的情况下，双缝的距离d 越大，某一单色光的干涉条纹宽度就；在条件相同的情况下，不同颜色的光的干涉条纹宽度也就。

填一填：由于双缝间距d 是，而双缝到屏的距离l 可用来测量，条纹宽度可用测量，则波长，由此即可测量光的。

议一议：测量头实际上是一个，测量时应使分划板的与亮条纹的中心对齐，记下此时的读数，然后使分划板的中收刻线与的中心对齐，记下此时的读数，为减小实验误差可测量个条纹宽度为a ，则两条相邻亮条纹的宽度（条纹宽度）。

议一议：换用不同的滤光片并测出相应的波长，你有什么发现呢？r ∆=x =x ∆=x ∆x ∆λ=x ∆=典题·热题知识点一利用双缝干涉测量波长的实验例1如图13-3-4所示是实验装置示意图，甲图是用绿光进行实验的，光屏上观察到的条纹情况，a 为中央明纹；乙图为换另一种颜色的单色光进行实验时观察到的条纹情况，b 为此时中央明条纹，则下列说法正确的是( )A.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短方法归纳明确条纹间距公式Δx=λ中各物理量的意义，通过实验观察和理论总结理解条纹间距与波长成正比关系，是解决本题的关键.例2如图13-3-5所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图.图13-3-5（1）图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是、和.（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离（）A.增大③和④之间的距离B.增大④和⑤之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离dl方法归纳掌握光的干涉测波长的实验原理，熟悉实验步骤，正确运用公式计算光的波长. 知识点二条纹间距、双缝间距、缝屏间距、波长的关系例3在用单色光做双缝干涉实验中，屏中央（到两缝距离相等处）是亮条纹，称为第零级亮条纹，紧靠中央亮纹的暗纹称为第一级暗纹，那么（）A.第三级暗纹到两缝距离差为波长的1.5倍B.第三级亮纹到两缝距离差为波长的1.5倍C.第三级亮纹到两缝距离之差为波长的2倍D.第三级亮纹到两缝距离差为波长的3倍误区警示本题只需掌握出现明、暗条纹的条件及出现第几级明（暗）纹时，n 就是几.易错点是切不可把|S 2P′-S 1P′|=(2n-1)记作|S 2P′-S 1P′|=(2n+1). 例4用单色光照射双缝，双缝间距等于0.06 cm ，缝到屏的距离为1.5 m ，若测得屏上7条亮条纹之间共相距9.0 mm ，则此单色光的波长是多少2λ2λ[答案]【自主学习】点一点：整数l 、d 、中心线填一填：光源中点轴线相互平行越窄不同。

高中物理选修3-4教学设计6：13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长教案

13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长1、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，进行物理方法的教育。

2、教学重点（1）.光的干涉条件的理解（2）.干涉条纹间距的测量与计算3、教学难点（1）.光的干涉条件的理解（2）.干涉条纹间距的测量与计算4、教学过程：1）课堂导入在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？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。

2）重点讲解1．产生干涉的条件：两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同。

本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的。

2．干涉图样(1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。

(2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的。

3．实验结论：证明光是一种波。

4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏的距离为l，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1。

(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ(其中k＝0,1,2,3，…)，则出现亮条纹。

(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝(2k－1)λ2(其中k＝0,1,2,3，…)，则出现暗条纹。

5．相邻亮条纹(暗条纹)间的距离Δx与波长λ的关系：Δx＝ldλ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离。

6.操作指要（1）．双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。

（2）．滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘，只能用擦镜纸轻轻擦拭，不要用其他物品擦拭或口吹气除尘。

（3）．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。

（4）．光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。

高中物理13.4实验用双缝干涉测量光的波长学案新人教版选修3_4

11.4 实验：用双缝干涉测量光的波长学案（人教版选修3-4）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Δ x 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 ．1.5λB ．2λC ．2.5λD ．3λ 5．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________．参考答案课前预习练1．滤光片单缝双缝明暗相间彩色 2.d Δx l3．明暗相间相等亮条纹越大4．D [由Δr ＝n λ(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 ＝l dλ，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 ＝l dλ，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 ＝l dλ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 ＝l dλ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＝0.6404mm ＝1.60×10－4m ，λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70 m ≈6.86×10－7m6．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＝7.5×10－7m .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．。

13.4用双缝干涉测量光的波长-人教版高中选修3-4教案

用双缝干涉测量光的波长【学习目标】1．明确《用双缝干涉测量光的波长》实验原理．2．知道实验操作步骤．3．会进行数据处理和误差分析．知识回顾：1.光的本质是什么？答：电磁波2.光是一种波吗？什么现象可以证明光是一种波？答：光的干涉3.干涉的条件？答：光的频率相同，振动方向相同知识点一、用双缝干涉测量光的波长解题依据实验目的：（1）观察白光及单色光的双缝干涉图样；（2）测定单色光的波长．实验原理：（1）光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹．如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．（2）若双缝到屏的距离用z表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间的距离用x∆表示，则入射光的波长为d xlλ∆=．实验中d是已知的，测出l、x∆即可测出光的波长λ．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，另外还有学生电源、导线、刻度尺．实验装置：如图所示，将直径约10 cm 、长约l m 的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距5 cm 10 cm ～，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单色干涉条纹．实验步骤：（1）调节双缝干涉仪，观察光的双缝干涉现象；（2）用单色光入射得到干涉条纹，测出n 条亮纹的距离a ，得相邻条纹的距离(1)x a n ∆=／－；（3）利用已知的双缝间距d ，用刻度尺测出双缝到屏的距离l ，根据公式/d x l λ=∆计算出波长；（4）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．要点诠释：①某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过． ②条纹间距用测量头测出．③单缝与双缝闻的距离在5 cm 10 cm ～．注意事项（1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（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对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数，转动测量头，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；（4）不要直接测x ∆，要测几个条纹的间距计算得x ∆，这样可减小误差；（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．测量条纹间隔的方法：两处相邻明（暗）条纹间的距离x ∆，用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示．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（如图乙所示），记下此时手轮上的读数1a ，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2a ，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即12||x a a ∆=-．要点诠释：Δx 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．(1)x a n ∆=／－．洛埃镜干涉实验：1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃镜实验的基本装置如图13-3-16所示，S 为单色光源。

高二物理人教版选修3-4课件：13.4 实验用双缝干涉测量光的波长

|��2-��1| 。 ��-1
(3)用刻度尺测量双缝到毛玻璃屏的距离 l(d 是已知的)。 (4)重复测量、计算,求出波长的平均值。 (5)换用不同的滤光片,重复实验。
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D 当堂检测
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二、数据处理
1.用测量头测量某单色光干涉图样的条纹间距 Δx=
��
�� 。 ��-1
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) 。 3.将测得的 l、Δx 代入 Δx= λ,求出光的波长 λ。重复测量、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。
和
(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②③④依次是。 (2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( A.增大 ③和 ④之间的距离 B.增大④ 和⑤ 之间的距离 C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离
、 )
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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)使分划板的中心刻线对齐某条亮条纹的中央,如图所示。
记下手轮上的读数 a1,转动手轮,使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数 a2,得出 n 个亮条纹间的距离为 a=|a2-a1|,则相邻两亮条纹间距 Δx=

(人教版)高中物理选修3-4课件：13.4实验：用双缝干涉测量光的波长-

解析：由 Δx＝Ldλ得 Δx 越大则 λ 越大，B 对；光的偏振与波长无关，A 错；由 E＝hλc知，λ 越大，E 越小，C 错；由光的折射率随波长增大而减小和 v＝c/n 知，D 对．
答案： BD
7．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图)：
(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．为了减小测量误差，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
(2)图④是测第 4 号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为______mm.
(3)根据上面测出的数据可知，被测光的波长为______nm.
解析： (1)螺旋测微器的读数为：0.5 mm＋0.01 mm×0.8 ＝0.508 mm；
(2)读数为：1.5 mm＋0.01 mm×0.9＝1.509 mm； (3)两相邻明条纹之间的间距为 Δx＝1.509－3 0.508 mm＝0.334 mm 由 Δx＝Ldλ 有 λ＝ΔLxd＝0.334×10－03.×2 0.4×10－3 m ＝0.667×10－6 m＝667 nm
(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮纹(或暗纹)间的距离 Δx＝________mm; 这种色光的波长 λ＝________nm.
解析： (1)15.04 mm. (2)Δx＝15.04－ 6 1.14 mm≈2.32 mm λ＝LdΔx＝700.20×2.32 mm＝6.63×10－4 mm＝663 nm 答案： (1)15.04 mm (2)2.32 663
答案： AC

高二物理选修3-4 13.4实验：用双缝干涉测量光的波长 LI

L ∆x = λ d d λ = ∆x L
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

134实验-用双缝干涉测量光的波长讲解

菜单
新课标 ·物理选修3-4
2. 测条纹间距Δ x 带来的误差
课堂
互
(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．
动
课
探
前自
究
(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位主导学来自于条纹中心．当堂双
基
(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确．
达
标
菜单
新课标 ·物理选修3-4
利用公式Δ x＝dl λ分析问题
当堂双基
看作直角三角形．有：r2－r1＝dsin θ (令∠S2S1M＝θ)．
达标
菜单
图 13－4－1
新课标 ·物理选修3-4
则：x＝ltan θ ≈lsin θ
有：r2－r1＝dxl
课堂互
动
课前自
若 P 处为亮纹，则 dxl ＝±kλ，(k＝0，1，2，…)
探究
主
导学
解得：x＝±kdl λ .(k＝0，1，2，…)
当堂双基
达
观察白光的干涉条纹(彩色条纹)．
标
菜单
新课标 ·物理选修3-4
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，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，
课
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
堂互
动
课纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数 n. 探
互
遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝动
课
探
前自
和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与
究
主导学

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

2024-2025学年高中物理第十三章光4实验：用双缝干涉测量光的波长教案1新人教版选修3-4

2.拓展建议
（1）学生可以利用课后时间阅读科普文章，增强对双缝干涉现象的理解和兴趣。
（2）针对学术研究，学生可以挑选几篇具有代表性的论文进行阅读，了解双缝干涉实验在科学研究中的重要性和应用。
（3）观看实验操作演示视频，跟随讲解步骤进行学习，提高实验操作的熟练度。
（4）利用实验软件进行虚拟实验，多次尝试和调整参数，加深对双缝干涉实验的理解。
作用与目的：
-巩固学生在课堂上学到的双缝干涉知识点和实验技能。
-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
教学资源拓展
1.拓展资源
（1）科普文章：《光的干涉现象揭秘》、《双缝干涉实验的科学原理》等，帮助学生深入了解双缝干涉的原理和实验过程。
2.题型二：计算干涉条纹间距与波长的关系
题目：在双缝干涉实验中，已知光的波长为λ，干涉条纹间距为d，求波长与干涉条纹间距之间的关系。
答案：d = λ/2
解析：在双缝干涉实验中，干涉条纹间距d与光的波长λ之间的关系为d = λ/2。这是因为干涉条纹间距d是由两个相邻的明条纹或暗条纹之间的距离，而每个条纹对应一个光波的波峰或波谷，因此条纹间距d等于波长λ的一半。
-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。
作用与目的：
-帮助学生提前了解本节课的主要内容，为课堂学习做好准备。
-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
2.课中强化技能
教师活动：
-导入新课：教师通过讲解一个与双缝干涉相关的实际案例，引出本节课的主题，激发学生的学习兴趣。
-讲解知识点：教师详细讲解双缝干涉原理，结合实例帮助学生理解。
2.实验装置：双缝干涉实验的装置包括激光光源、双缝板、光屏和测量尺等。

物理选修3-4课件：13-4实验：用双缝干涉测量光的波长

答案：B、D
知识点2 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。如图13－4－3所示。
图13－4－3
(2)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，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。
【例 1】激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用
了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当
于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度 v 与二次曝光时
间间隔 Δt 的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间
间隔 Δt、双缝到屏之间的距离 l 以及相邻两条亮纹间距 Δx。
若所用激光波长为 λ，则该实验确定物体运动速度的表达式
答案：
l 1.dλ
双缝到屏
双缝之间
入射光
2．滤光片线光源双缝干涉干涉条纹
a 3.n－1
知识点1 实验原理 (1)实验条件：如图13－4－1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。 (2)相邻两明条纹或暗条纹间距离的表达式。
图13－4－1
以距P0为x的P1点为例，已知两缝到P1的距离分别为 P1S1＝r1、P1S2＝r2。
【解析】由条纹间距公式 Δx＝dl λ，d 指双缝间距离，l 是双缝到屏的距离，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。
对应练习 2．如图13－4－5所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、② ________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏，对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取________或________的方法。

人教版高中物理选修3-413.4实验：用双缝干涉测量光的波长教学案

4 实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验目的1．了解光波产生稳定干涉图样的条件．2．观察白光及单色光的双缝干涉图样．3．掌握用公式Δx ＝l dλ测定波长的方法． 4．会用测量头测量条纹间距离．二、实验原理1．相邻明纹(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13-4-1所示，双缝间距d ，双缝到屏的距离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 可看作直角三角形．有：r 2－r 1＝d sin θ(令∠S 2S 1M ＝θ)．图13-4-1则：x ＝l tan θ≈l sin θ有：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 dλ.(k ＝0,1,2，…) 相邻两亮纹或暗纹的中心距离：Δx ＝l dλ. 2．测量原理由公式Δx ＝l dλ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，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx ，即可由公式λ＝d lΔx 计算出入射光波长的大小． 3．条纹间距Δx 的测定如图13-4-2甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，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(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图13-4-2乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n 个亮纹间的距离a ，可求出相邻两亮纹间的距离Δx ＝a n －1.图13-4-2三、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．一、实验步骤1．按图13-4-3所示安装仪器．图13-4-32．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．3．使光源发光，在光源和单缝之间加红(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，分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Δx ＝a (n －1)，算出条纹间距，然后利用公式λ＝d lΔx ，求出此单色光的波长λ(d 仪器中已给出，l 可用米尺测出)． 6．换用另一滤光片，重复步骤3、4、5，并求出相应的波长．二、误差分析本实验为测量性实验，因此应尽一切办法减少有关测量的误差．1．双缝到屏的距离l的测量误差因本实验中双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差．2．测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．(2)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．(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确．三、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，双缝到单缝距离应相等．2．测双缝到屏的距离l可用米尺测多次取平均值．3．测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(暗)纹间的距离a，求出相邻的两条亮(暗)纹间的距离Δx＝an－1.实验探究1实验操作过程及仪器读数在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图13-4-4):图13-4-4(1)下列说法哪一个是错误的________．(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＝an－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图13-4-5，其示数为______mm.图13-4-5【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.【答案】(1)A(2)1.970实验探究2实验数据处理利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图13-4-6甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为________ mm.图丁游标卡尺的示数为________ mm.在实验中，所测单色光的波长为________ m．在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将________(选填“能”或者“不能”)看到明暗相间的条纹．图13-4-6【解析】根据游标卡尺的原理，可读出图丙的示数为11.4 mm；图丁的示数是16.8mm.Δy＝16.8－11.44mm＝1.35 mm.又根据Δy＝ldλ，则λ＝dΔyl＝6.75×10－7 m.当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时，不满足干涉条件，故不能看到明暗相间的条纹．【答案】11.416.8 6.75×10－7不能。

高三物理选修3-4第十三章光第4节实验：用双缝干涉测量光的波长导学案设计

高三物理选修3-4第十三章光第4节实验：用双缝干涉测量光的波长导学案【教学目标】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，养成合成意识。

【教学重点】相邻亮（或暗）条纹中心间距的表达式，并依据该式测定单色光的波长。

【教学难点】相邻亮条纹中心间距的推导【自主学习】一、实验原理1．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。

2．屏上与P0的距离为x的一点P1，两缝与P1的距离分别为P1S1＝r1、P1S2＝r2。

其路程差r2－r1= 。

3．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，也就是说，亮条纹中心的位置为：x=±。

4．相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是：，根据这个公式可以测出波长。

二、观察双缝干涉图样1．双缝的实验装置如图所示。

光源发出的光经成为单色光，把单缝照亮。

单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮。

来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉。

遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们将在这个屏上观察干涉条纹。

2．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近3．安装时，注意单缝与双缝相互平行，使光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上。

调节的基本依据是：若干涉条纹不清楚，是单缝与双缝不平行所致；若照在屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致。

4．做好以上调整后，在单缝与光源之间放上滤光片就可见到单色光的双缝干涉图样。

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。

三、测定单色光的波长1．利用公式测量单色光的波长，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，相邻两条亮条纹间的距离Δx需用测量头（如图所示）测出。

高二物理04选修3-4实验用双缝干涉实验测量光的波长

可以求出相邻两个亮条纹间的距离。
用杨氏双缝干涉实验测光的波长
实验器材实物及简略图：
把复色光过滤
变成频率一定
的单色光
得到一个线光源。任何时刻
由光源发出并通过狭缝S的
光都会同时投射到S1和S2上。
用双缝产生两个
频率相同、相差
不变的相干光
防止外界光
干扰，使现
象更明显
双缝干涉图
像显示在毛
玻璃屏上
用杨氏双缝干涉实验测光的波长
暗纹之间的距离是定值；当d和l一定时，λ越大，条纹的宽度Δx就越大。因此，
我们可以根据λ的大小来计算Δx的宽度，也可以反过来通过测量Δx的宽度得出光
波的波长λ。
实验器材：
光具座
滤光片
双缝干涉仪(包括_______、光源、______、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测
微目镜等)，学生电源，导线。
用杨氏双缝干涉实验测光的波长
2
条纹宽度Δx过点P做PM垂直于S2S1于点M
d
2
d
2
S1P2 =l2+( −Δx)2 以及 S2P2=l2+( +Δx)2
S2P2 − S1P2 = (S2P − S1P) (S2P +S1P)
d
2
中央明条纹
d
2
S2P2 − S1P2 =l2+( +Δx)2 −l2−( −Δx)2= 2Δxd
★ 由于l 远大于d，所以S2P + S1P= 2l
l 远大于d
双缝与光屏间距l
Δx=

λ

S P2 − S1P2 2Δxd Δxd
λ= S2P − S1P = 2
=

高中物理选修3-4学案5：13.4实验：用双缝干涉测量光的波长

13.4 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 ＝l dλ测定单色光的波长的方法。

二、实验原理1．相邻亮条纹(或暗条纹)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 可看作直角三角形。

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 dλ(k ＝0,1,2，…)，相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx ＝l dλ。

2．测量原理由公式Δx ＝l dλ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＝d lΔx 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个亮条纹间的距离a，则可求出相邻两亮条纹间的距离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．将光源、遮光筒、光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。

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”)．。