实验用双缝干涉测量光的波长
实验十四用双缝干涉测光的波长
frac{L}{d}lambda$），计算光的波长。
03
重复测量多个波长的干涉条纹间距，求平均值以减小
误差。
05 数据记录与处理
记录干涉条纹间距
干涉条纹间距
在实验过程中，使用测量工具精确测 量并记录干涉条纹的间距。
测量精度
为了确保测量结果的准确性，应采用 高精度的测量工具，并多次测量以减 小误差。
波长与干涉条纹间距的关系
干涉条纹间距与光的波长成正比。在双缝干涉实验中，相邻干涉条纹之间的距离（即干涉条纹间距） 与光的波长成正比。通过测量干涉条纹间距，可以推算出光的波长。
干涉条纹间距的计算公式为：间距 = 波长 / 双缝间距。通过调整双缝间距或已知双缝间距，可以计算 出光的波长。
03 实验器材
多次测量求平均值
对干涉条纹间距进行多次测量 并取平均值，以减小人眼观察 和读数误差对结果的影响。
提高实验操作技能
通过培训和练习，提高实验操 作技能，确保实验过程中各项
操作准确无误。
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双缝干涉装置
双缝干涉装置由双缝、屏幕和测量工具组成。双缝用于产生相干光束，屏幕用于观 察干涉条纹，测量工具用于测量条纹间距。
双缝的间距和宽度对干涉条纹的清晰度和测量精度有重要影响，因此需要选用精度 较高的双缝。
屏幕要求平整、无划痕，以便准确观察干涉条纹。
测量工具：光尺、测微器等
光尺是一种测量光束位移的仪器，用于测量条纹间距。光尺的精度直接影响到测量结果的准确性。
单色光的照射与干涉条纹的观察
01
打开光源，使单色光照射到双缝上。
02
观察屏幕上出现的干涉条纹，记录干涉条纹的形状和分布情况。
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。
实验用双缝干涉测量光的波长
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二、误差分析 1．(1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选 用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减 小误差． (2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误 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离时读数不准确．
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2.“用双缝干涉测光的波长”的实验中,为使光屏上单色光的 条纹间距减小些,可采用的措施是( )
A.换用缝距大些的双缝片 B.换用缝距小些的双缝片 C.适当调大双缝与屏之间的距离 D.适当调小双缝与屏之间的距离 答案:AD
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3.在利用测量头测量条纹宽度时,应使分划板中心刻线最好 ()
由x L ,可以得出红光的波长.
d
d x 0.1103 3.8102 m 6.3107 m,
L
6.0
激光器发出的红光的波长是6.3×10-7 m.
如果整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长设
为λ′,由光的特点可知:光在传播过程中,介质发生变化,波长和波
二、实验原理
双缝干涉条纹间距公式Δx＝
三、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、
遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻
度尺．
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三､实验器材 光源､滤光片､单缝遮光筒､光屏及光具座,如下图所示.
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四､实验过程
1.观察光的干涉图样
(1)按照上图所示的装置安装好仪器.
n 1
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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。
第4章 第5节 用双缝干涉实验测定光的波长
第4章第5节用双缝干涉实验测定光的波长D．只是半波长的奇数倍【解析】光的干涉现象出现亮条纹的条件：δ＝nλ(n＝0，±1，±2…)【答案】 A4．(3分)如图4－5－2所示，是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么()图4－5－2A．A、B、C三个位置都出现亮纹B．B位置出现暗纹C．C位置出现亮或暗条纹由其他条件决定D．以上结论都不对【解析】在干涉现象中，所谓“振动加强点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某时刻它也可以位于平衡位置(如图中C点)，所谓“振动减弱点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波长的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的．本题中，A、B、C连线上所有点到缝S1、S2的距离相等，所以A、B、C三点都是振动加强点，屏上对应出现的是亮条纹，所以A正确．【答案】 A课标导思1.了解光波产生稳定干涉图样的条件．2．会用公式Δx＝Ldλ测定波长.学生P 52一、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 d λ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4－5－3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4－5－3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 d λ.(k ＝0,1,2，…)相邻两亮纹或暗纹的中心距离：Δx ＝L d λ.2．测量原理由公式Δx ＝L d 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，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx ，即可由公式λ＝d l Δx 计算出入射光波长的大小．3．条纹间距Δx 的测定测量头由分划板、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，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＝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.学生P52一、实验步骤1．按图4－5－4所示安装仪器．图4－5－42．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，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＝dLΔx，求出此单色光的波长λ(d、L仪器中都已给出)．6．换用另一滤光片，重复步骤3、4，并求出相应的波长．二、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－1.三、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，实验中的双缝间距d是器材本身就给出的，因此另外就要注意L和Δx的测量．1．L的测量因本实验中，双缝到屏的距离较大，L的测量误差影响不太大，也应尽量用米尺(精确到mm)准确去测定，如果可能，可多次测量求平均值．2．条纹间距Δx的测定(1)分划板的调节，分划板上的刻线形状如图4－5－5所示，一条水平刻线，三条竖直刻线，待视场中出现清晰的干涉条纹后，使竖直刻线与干涉条纹平行，若不平行，松开测量头上的紧固螺钉，转动测量头使其平行．图4－5－5(2)若直接测相邻两亮纹的间距Δx，相对误差较大，可象图4－5－6那样，转动手轮，使分划板中心刻线对齐左侧某一条清晰亮纹(暗纹)，记下游标尺读数x1；然后使分划板右移，让竖直中央刻线与第七条亮(暗)纹对齐，记下游标尺读数x7，则Δx＝x7－x16.图4－5－6(3)分划板刻线能否与干涉条纹对齐，对测量结果影响很大，由于明、暗条纹的界线不清晰，具体的对齐方法如下：把明(暗)纹嵌在分划板两条短刻线之间，使条纹的两边缘与短刻线的距离相等，这时即为对齐，如图4－5－7所示．图4－5－7(4)为更有效地减小实验误差，x1、x7的读数应重复测几次，取其平均值．一、实验原理的理解分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，已知λ红>λ紫，在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则()A．Δx1<Δx2B．Δx1>Δx2C ．若双缝间距d 减小，而其他条件保持不变，则Δx 1增大D ．若双缝间距d 减小，而其他条件保持不变，则Δx 不变【导析】 依据条纹间距表达式Δx ＝L d λ进行分析解答．【解析】 该题考查条纹间距的表达式．由Δx ＝L d λ，λ红>λ紫，得Δx 红>Δx紫，B 项正确．当双缝间距d 减小，其他条件不变时，条纹间距Δx 应增大，故C 项正确．【答案】 BC 根据Δx ＝L d λ即可得出结论透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度？【解析】 由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不易过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的14，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消．而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化．若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得：n ＝c v ＝λ0f λf ，即λ＝λ0n ，那么增透膜厚度 h ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝1×10－7 m.【答案】 1×10－7 m二、实验操作过程和实验原理的理解现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图4－5－8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4－5－8(1)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；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________________________．(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4－5－9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，记下此时图乙中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.(3)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，由计算公式λ＝________，求得所测红光波长为________m.图4－5－9【导析】依据实验操作规程和数据处理方法进行解答．【解析】本题重点考查了实验操作规程、条纹间距与波长等数据的处理问题，这些也都是历届高考考查的热点问题．(1)单缝与双缝的间距为5～10 cm，使单缝与双缝相互平行．(2)甲图的读数为2.320 mm，乙图的读数为13.870 mm，Δx＝13.870－2.3206－1mm＝2.310 mm(3)由Δx＝ldλ可得：λ＝dlΔx＝2.0×10－40.700×2.310×10－3m＝6.6×10－7m.【答案】(1)见解析(2)13.870 2.310(3)ld·Δx 6.6×10－7测量头有千分尺(如本例题)和游标卡尺两种结构，应根据各自的读数规则读数；利用Δx＝|a2－a1|n－1计算Δx时，一定要明确n的含义．螺旋测微器是日常生活和工厂中经常使用的一种精度较高的测量长度的仪器，能正确地使用和读数是一种起码的技能，它是高考的热点．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.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，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，则一定有________大于________．【解析】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，因本题第一项已经填好，故答案是唯一的．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.【答案】(1)EBDC(2)a b三、实验误差分析在“用双缝干涉实验测定光的波长”的实验中，若测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不平行，出现如图4－5－10所示的情形，在这种情况下用测量出的相邻明(或暗)条纹间距Δx计算光波波长，则计算出的波长λ和光的实际波长λ0的关系是()图4－5－10A．λ>λ0B．λ＝λ0C．λ<λ0D．无法确定【导析】分析判断出Δx的变化，再由λ＝dLΔx即可得出结果．【解析】由图4－5－10可以看出，分划板中心刻度线与干涉条纹不平行导致相邻明(或暗)条纹间距Δx偏大，从而使计算出的光波波长λ＝dLΔx偏大，故答案选A.【答案】 A由λ＝dLΔx可知，对λ的测量产生影响的主要有两个因素，即L和Δx的测量值.到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮盖光筒的轴线不一致，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【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．【答案】 AC2．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【解析】 由Δx ＝nλ(n ＝0、1、2、3…)可知屏上的第三级亮条纹对应n ＝3.【答案】 D3．如图4－5－11为双缝干涉实验中产生的条纹图样：甲图为绿光进行实验的图样，a 为中央亮条纹；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4－5－11A ．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【解析】 由图可知，乙图中的条纹间距大，由Δx ＝L d λ可知λ乙>λ甲，A正确．【答案】 A4．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图4－5－12所示．双缝间的距离d ＝3 mm.图4－5－12(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________．【解析】 该题考查实验原理和螺旋测微器的读数，由于测红光的波长，因此用红色滤光片．由Δx ＝L d λ可知要想测λ必须测定L 和Δx .【答案】 (1)红 L Δx5．用波长未知的单色光做双缝干涉实验，若双缝间的距离为1 mm ，缝到屏的距离为1 m ，第20级亮条纹中心在中央亮条纹(零级亮条纹)中心上方1.78 cm 处，则该单色光的波长是多少微米？【解析】 Δx ＝1.78×10－220m ＝8.9×10－4 m λ＝d Δx L ＝1×10－3×8.9×10－41 m ＝8.9×10－7 m＝0.89 μm【答案】 0.89 μm。
实验15 用双缝干涉实验测量光的波长
解析 (1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。 (2)游标尺是 50 分度的，分度值为 0.02 mm，其读数为 15 mm＋1×0.02 mm＝15.02 mm。两相邻条纹的间距 Δx＝x66－ －x11＝15.02－ 5 1.16 mm＝2.772 mm，根据 Δx＝Ldλ 得 λ＝ΔLxd＝2.772×10－0.38×002.00×10－4 m＝6.93×10－7 m ＝693 nm。
1．如图所示，安装仪器(注：滤光片可装在单缝前)
(1)将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上。 (2)打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的 轴线把屏照亮。 (3)放好单缝和双缝。注意使单缝与双缝相互平行，尽量使缝的中点位 于遮光筒的轴线上。
2．观察记录与数据处理 (1)调节单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的双缝干涉图样。 (2)在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样。 (3)用刻度尺测量出双缝到屏的距离l。 (4)调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手 轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线与第n 条亮条纹中心对齐时，记下手轮上的读数a2。 (5)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。
(3)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δx，而是先 测量n个条纹的间距再求出Δx。下列实验采用了类似方法的有___C_D____。
A．《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量 B．《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量 C．《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量 D．《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积 的测量
实验用双缝干涉测量光波长
成，现准备了下列仪器：A.光源，B.双缝片，C.单缝片，D.滤光
片，E.毛玻璃(其中双缝片和光屏连在遮光筒上)．
把以上仪器安装在光具座上时，正确的排列顺序是______．
(2)关于本实验，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：可以看到彩色的干涉条纹，中
基础再现·深度思考
【误差分析】
实验十五
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．
【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.
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 l Δx 计算波 长．重复测量、计算，求出波长的平均值．
【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.
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 【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.
课堂探究·突破考点
实验十五
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 的间距比绿条纹的间距大
【高中物理】实验：用双缝干涉测量光的波长+高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
纹 ；其余各级亮条纹都是彩色的，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，红色在最外侧。
安装滤光片
▪ 测量单色光波长时，在单缝前面加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，再调节目镜,就能同时清晰地看到分划线和干涉条 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。
手轮上的读数分别为x1、x2（x1<x2），则入射的单色光波长的计算表达式为___________。分划 板中心刻线在A位置时手轮上的示数如乙所示，则读数为___________mm。
▪ 如图为拨杆，请问它是按照下列哪种方式安装和操作的______；
▪ A．拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过 左右拨动来调节B小孔套住的双缝
▪ 注意：避免眼睛长时间直视光源。 ▪ 双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，以免损坏。
测微目镜（头）的使用方法
▪ 测微目镜如图所示。它由刻度板、目镜、手轮等构成。转动手轮，刻度板 会左右移动。测量头上手轮的读数可按螺旋测微器或游标卡尺的读数方法 读取。
先不安装滤光片
▪ 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，调节单缝与双缝平行，
思考与练习
▪ 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为d，测出图⑤中双缝的 位置为L1，毛玻璃屏的位置为L2，实验时移动测量头（如图①所示）上的 手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图②所示），并记下螺 旋测微器的读数为x1（如图③所示），然后转动手轮，把分划线向右边移 动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器读数为x7=___________mm （如图④所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长λ=___________ （用题中测量量的符号表示）
4 实验 用双缝干涉测量光的波长
测量头
邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx用
测Hale Waihona Puke .[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、毛玻璃光
刻度尺
屏)、测量头、学生电源、导线、
.
[物理量的测量]
1.安装、调节双缝干涉仪,实验装置如图所示,使各部件水平、
单缝与双缝间的距离在8 cm左右.
干涉
2.观察白光的双缝
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=
−1
[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)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图所示,其示数为
1.970 mm.
[解析] (2)按读数规则,读出示数为1.5 mm+47.0×0.01 mm=1.970 mm.
[实验思路]
1. 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 .
2.实验原理
(1)当两列单色光在空间相遇并发生干涉时,在接收屏上将出现 明暗相间 的
Δx
条纹.两相邻亮(暗)条纹间的距离满足Δx= λ,故有λ=
.测出d、l、Δx
即可算出光的波长.
刻度尺
(2)实验中,双缝间的距离d是已知的,双缝到屏的距离l可以用
4
实验：用双缝干涉测量光的波长
新课程标准
学业质量水平
1.了解光波产生稳定干涉图样
的条件
1.能利用双缝干涉实验测定光的波长
2.观察白光及单色光的双缝干
涉图样
l
3.掌握用公式Δx= λ测定波长的
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）掌握测定单色光的波长的方法。
二、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）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：
（2）使用：
①使分划板的中心刻线与某一条亮条纹的中心对齐（如图），记下此时手轮
上的读数a1。
②转动测量头。使分划板中心刻线与第n条亮条纹的中心对齐，再次记下手
轮上的读数a2。
③相邻两条亮条纹间的距离Δx＝
|a2－a1|
n－1
。
六、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。
a 2− a 1
Δx =
n −1
（2）测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx。
（3）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。
a2−a1
(a
−a1)d
2
Δx= λ
λ=
七、数据处理 Δx = n−1
(n−1)l
八、误差分析
1、误差来源
由于光波的波长很小，双缝到光屏的距离l和条纹间Δx的测量是否准确对
5、要多测几条亮纹（或暗纹）中心间的距离，再求Δx。
精析典题 提升能力
【例1】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
次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。
A
（1）M、N、P三个光学元件依次为___。
实验十九用双缝干涉测光的波长
了解光波动性的基本特征
了解光波动性的基本特征，如干涉、衍射等。 了解光波长与干涉、衍射等波动现象的关系。
02 实验原理
双缝干涉现象
当单色光通过双缝时，会在双缝后形 成两个相干光源，发出相同频率的光 波。
光波在空间相遇时，会形成明暗相间 的干涉条纹。
实验十九：用双缝干涉测光的波长
contents
目录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果与分析 • 结论与总结 • 思考与讨论
01 实验目的
掌握双缝干涉实验原理
01
理解光波的干涉现象和产生条件 。
02
掌握双缝干涉实验装置和原理， 了解干涉条纹的形成过程。
学习测量光波长的方法
学习使用测量工具（如光尺、测微器 等）测量干涉条纹间距。
06 思考与讨论
双缝干涉实验中的难点与注意事项
难点
如何保证双缝平行且等宽，如何减小光源的 相干长度，如何消除光强分布不均匀的影响 。
注意事项
实验中需要保持实验室的黑暗环境，避免其 他光源的干扰；双缝的间距要适中，不能过 宽或过窄；要保证光源和双缝之间的距离适
中，以确保干涉条纹的清晰度。
如何提高实验的精度和准确性
双缝干涉实验在其他领域的应用
光学仪器调整
双缝干涉实验可以用于调 整光学仪器，如望远镜、 显微镜等，以确保其光路 正确。
物理教学
双缝干涉实验是大学物理 教学中的一个经典实验， 可以帮助学生理解光的波 动性和干涉现象。
光学检测
双缝干涉实验可以用于光 学检测，如表面光洁度检 测、光学元件的误差检测 等。
03
实验中需要注意消除误差，提高测量精度。
实验用双缝干涉测量光的波长(解析版)
实验用双缝干涉测量光的波长(解析版)实验用双缝干涉测量光的波长(解析版)实验背景与目的光是一种电磁波，具有波特性，它的波长是光学特性中的重要参数。
在实验室中，我们可以通过双缝干涉实验来测量光的波长。
本实验的目的是通过实验测量，获得准确的光的波长数值。
实验原理双缝干涉实验基于波的干涉现象。
当光通过具有一定间距的两个细缝时，光波会以相互干涉的方式形成明暗相间的干涉条纹。
其中，两条连续的暗纹之间的距离为等级，可用于计算光的波长。
实验材料与仪器1. 光源：使用单色光源，如利用钠黄光来保证实验的准确性。
2. 双缝装置：包括细缝和支架，确保细缝间距及安装稳定性。
3. 光屏：用于接收干涉条纹的光，并进行观察和测量。
4. 间接测量器具：如毫米尺、卡尺等，用于测量干涉条纹的间距。
实验步骤1. 准备实验装置：将双缝装置放置在光源前方，与光源保持适当距离。
调整双缝装置，使其垂直于光线传播方向。
2. 调整装置：调整双缝之间的间距，以及光源和屏幕的位置，使得在光屏上能够观察到清晰的干涉条纹。
3. 观察干涉条纹：用肉眼观察在光屏上出现的干涉条纹，并调整观察位置，以获得最清晰的条纹图案。
4. 测量干涉条纹间距：使用间接测量工具，如毫米尺或卡尺，测量连续暗纹之间的距离，称为等级。
5. 计算光的波长：根据干涉条纹的等级和双缝之间的间距，使用以下公式计算光的波长：波长 = 等级 ×双缝间距 / 总暗纹数注意事项1. 实验环境应保持较暗，以减少外界光线的干扰。
2. 测量时应尽量减少误差，尽可能精确测量干涉条纹间距。
3. 为了获得更准确的实验结果，建议重复实验多次，取平均值作为最终测量结果。
实验结果与讨论根据实验测量得到的干涉条纹间距和已知的双缝间距，我们可以使用上述公式计算出光的波长。
在本实验中，我们使用钠黄光源进行测量，钠黄光波长已经得到准确的数值，所以可以将实验得到的结果与已知值进行比较，验证实验的准确性。
在实际操作中，我们进行了多组实验，每一组实验都测量了多个干涉条纹间距，以减小测量误差。
实验 用双缝干涉测光的波长
m1m6..实7 验时测量多
条干涉条纹宽度的目的是
减小测量,所的测偶光然波误的差波
长为
m. 6.6×10-7
(保留两位有效数字)
6、用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图1所示，已 知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离 L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中 心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动
屏
L2
图（甲）
注意事项：
1、安装仪器的顺序：光源、滤光片、单缝、双 缝、遮光筒、光屏
2、双缝与单缝相互平行，且竖直放置
3、光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光 筒的中心轴线上
4、若出现在光屏上的光很弱，由于不共轴所致
5、若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行 有很大关系
一、实验注意事项问题
（k=0,1,2…)时才会出现亮条 纹，亮条纹位置为：
X=±klλ/d
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
x l
d
其中，波长用λ 表示，d表示两个狭缝 之间的距离，l为挡板与屏间的距离．
测量结果求波长： 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 a2 a1 a n 1 n 1 再由 x l d
在双缝干涉实验中，若经粗调后透过 测量头上的目镜观察，看不到明暗相 间的条纹，只看到一片亮区，造成这 种情况的最可能的原因: ___单__缝__与__双__缝_不__平__行_____
4.用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知 使用的双缝间距离d=0.1mm,双缝到屏的距 离为L=6.0m，测得屏上干涉条纹中相邻亮 纹间距是3.8cm，氦氖激光器发出的红光的
（2）写出计算波长λ的表达式，λ=_________（用符号
66 第十四章 实验十八 用双缝干涉实验测量光的波长
(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。 四、实验数据处理 1．条纹间距Δx＝an2－－1a1 。 2．波长 λ＝dl Δx。 3．计算多组数据，求 λ 的平均值。
五、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，故 应正确调节。
02
考点研析 提能力
教材原型实验 例1 (2022·北京市十一学校三模)物理实验一般都涉及实验目的、实验原 理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。物理小组用如图甲 所示的实验装置测光的波长。
(1)实验仪器。如图乙所示，将测量头的分划板中心刻线与A亮纹中心对 齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮的示数x1＝2．331 mm，然后同 方向转动测量头，使分划板中心刻线与B亮纹中心对齐，记下此时图丙中 手轮上的示数x6＝________mm；
12
(3)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个刻度。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所 示，图乙中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时游标卡尺如图丙 所示，读数为x1＝1．16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹 如图丁所示，此时游标卡尺如图戊所示，读数为x2＝________mm。
第十四章 光学
实验十八 用双缝干涉实验测量光的波长
内容 索引
➢基础梳理 夯根基 ➢考点研析 提能力 ➢课时精练(六十六) 用双缝干涉实验测量光的波长
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〞〕。
第十三章 4 实验用双缝干涉测量光的波长
解析:(1)各器件在光具座上的排序依次为:光源、滤光片、单缝、
双缝、光屏。
(2)根据 Δx=λ,增大④和⑤之间的距离 l,能增大光屏上相邻两
条亮条纹之间的距离,故选项 A 错误,B 正确;将红色滤光片改为绿色
滤光片,λ 减小,则 Δx 减小,选项 C 错误;增大双缝之间的距离即增大
d,则 Δx 减小,选项 D 错误。
很好的激光直接照射双缝,能否在屏上看到干涉条纹?
答案: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。
二、测定单色光的波长
1.实验的步骤:
(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亮条纹中心时,记下手轮上的读数
a1;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心时,记下此
mm,相邻两条亮纹间的距离 Δx=
mm。
丙
(2)计算波长的公式 λ=
nm。
;求得的波长值是
解析:(1)按照螺旋测微器的读数规则对目镜中观察到的情况读
数,将固定刻度和可动刻度上的读数相加即可,得到第 1 条亮纹对应
的读数 x1=2.190 mm,第 4 条亮纹对应的读数 x2=7.865 mm。第 1 条
12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/42021/9/42021/9/4Saturday, September
04, 2021
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/42021/9/42021/9/42021/9/49/4/2021
(完整版)实验：用双缝干涉测量光的波长
实验十六用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)1.实验原理如图1所示，光源发出的光，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S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：Δx＝ldλ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ.图1两条相邻亮(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，如图2所示.图22.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，如图3所示.图3②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安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为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.(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，如图4所示，记下手轮上的读数，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央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n 条亮条纹，测出n 条亮条纹间的距离a ，则相邻两亮条纹间距Δx ＝a n －1.图4 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.1.数据处理(1)条纹间距的计算：移动测量头的手轮，分划板中央刻线在第1条亮条纹中央时读数为a 1，在第n 条亮条纹中央时读数为a n ，则Δx ＝a n －a 1n －1. (2)根据条纹间距与波长的关系Δx ＝l d λ得λ＝d lΔx ，其中d 为双缝间距，l 为双缝到光屏的距离. (3)测量时需测量多组数据，求λ的平均值.2.注意事项(1)调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束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亮条纹的中心对齐，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亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离.(4)不要直接测Δx ，要测多条亮条纹的间距再计算得到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.3.误差分析(1)双缝到光屏的距离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亮条纹中心.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.命题点一教材原型实验例1现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图5甲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.甲图5(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最佳顺序应为C、________、A.(2)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条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示.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，记下此时图丙中手轮上的示数为______ mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为______ mm.(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4 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________ nm.答案 (1)E 、D 、B (2)见解析 (3)13.870 2.310 (4)d l Δx 6.6×102 解析 (1)通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故最佳顺序为E 、D 、B .(2)单缝和双缝间距为5～10 cm ，使单缝与双缝相互平行.(3)题图丙中固定刻度读数为13.5 mm ，可动刻度读数为37.0×0.01 mm.二者相加为13.870 mm ，图乙中的读数为2.320 mm ，所以Δx ＝13.870－2.3206－1mm ＝2.310 mm. (4)根据Δx ＝l d λ，得λ＝d lΔx ，代入数据得λ＝6.6×102 nm. 变式1 (多选)(2017·全国卷Ⅱ·34(1))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 ＝l dλ 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.变式2 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d 的大小恰好是图中游标卡尺的读数，如图6丁所示；双缝到毛玻璃屏间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微器的读数x 1(如图戊所示)，然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数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)图6答案 8.0×10－7 m解析 根据条纹间距公式Δx ＝l d λ可知，波长λ＝d l Δx ，代入题目提供的数据就可求解，由题图丁可直接读出d ＝0.25 mm ＝0.000 25 m ，双缝到屏的距离由题图丙读出l ＝74.90 cm ＝0.749 0 m.由题图乙、戊、己可知，两条相邻亮条纹间的距离Δx ＝14.700－0.3006mm ＝2.400 mm ＝0.002 400 m. 将以上数据代入得λ＝d Δx l ＝0.000 25×0.002 4000.749 0m ≈8.0×10－7 m. 命题点二 实验拓展与创新例2 (2015·全国卷Ⅰ·34(1))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，红光的干涉条纹间距Δx 1与绿光的干涉条纹间距Δx 2相比，Δx 1____Δx 2(填“＞”“＝”或“＜”).若实验中红光的波长为630 nm ，双缝与屏幕的距离为1.00 m ，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm ，则双缝之间的距离为________ mm. 答案 ＞ 0.3解析 双缝干涉条纹间距Δx ＝l dλ，红光波长较长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即Δx 1＞Δx 2.相邻条纹间距Δx ＝10.5 mm 5＝2.1 mm ＝2.1×10－3 m ，根据Δx ＝l d λ可得d ＝lλΔx＝0.3 mm. 变式3 1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质，1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).图7(1)洛埃镜实验的基本装置如图7所示，S 为单色光源，M 为平面镜，试用平面镜成像作图法画出S 经平面镜反射后的光与直线发出的光在光屏上相交的区域.(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L ，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹，写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx 的表达式.答案 见解析解析 (1)如图所示(2)Δx ＝L d λ，因为d ＝2a ，故Δx ＝L 2a λ.。
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(1)图乙中游标卡尺的示数为_______1_.2_5_0__cm. (2)图丁中游标卡尺的示数为______1_._7_7_5___cm. (3)所测光波的波长为___6_.6_×__1_0_-7___m(保留两位有效数字).
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解析:(1)图乙中游标卡尺是20个分度,精确度0.05 mm,读数为 12 mm+0.05×10=12.50 mm=1.250 cm.
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10.现有毛玻璃屏A,双缝B､白光光源C､单缝D和透红光的 滤光片E等光学元件,要把它们放在下图所示的光具座上组 装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.
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(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C､ ____E_､_D_､_B_____､A.
5.右图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样,甲图为用光甲 进行实验的图样,a为中央亮条纹.乙为换用另一种单色光乙 进行实验的图样,a′为中央亮条纹,则以下说法正确的是( )
A.乙图条纹较宽,光乙的波长比光甲波长长 B.乙图条纹较窄,光乙的波长比光甲波长长 C.乙图的条纹较宽,光乙的波长比光甲短 D.乙图的条纹较窄,光乙的波长比光甲短
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A.a单缝､b滤光片､c双缝､d光屏 B.a单缝､b双缝､c滤光片､d光屏 C.a滤光片､b单缝､c双缝､d光屏 D.a滤光片､b双缝､c单缝､d光屏 解析:a、b、c、d各装置的名称分别为滤光片､单缝､双缝､光
屏,故C正确. 答案:C
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8.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(如下图甲中的A), 游标卡尺的示数如下图乙所示,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,双缝到屏的距离L=1 m. 则:
A.8.0×10-8 m
B.5.0×10-7 m
C.1.5×10-8 m D.1.6×10-8 m
解析 :由x L , xgd 代入数据得 5107 m.
d
L
答案:B
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7.如下图所示,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､遮光筒和其他元件,其中a、 b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的( )
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(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; 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___单__缝__与__双__缝__的__间__距__为__5__cm_ ~10 cm 和_____使__单__缝__与__双__缝__相__互__平__行___.
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解析 :由图可知,乙图的条纹宽度比甲图条纹宽,
根据x l 可知光乙的波长较大,故A选项正确.
d
答案:A
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能力提升
6.某次实验中,测得第一级明条纹和第三级明条纹相距 4.0×10-2 m,若双缝间距为0.1 mm,缝到屏的距离为L=4.0 m, 则光波的波长为( )
四､实验过程 1.观察光的干涉图样 (1)按照上图所示的装置安装好仪器. (2)接通电源,闭合开关,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)安装单缝和双缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与
单缝平行,两者之间距离约为5 cm—10 cm,这时可观察白光 的干涉条纹. (5)在单缝和光源之间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.
速发生改变,但频率不变.
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由此可知 ' ,而 c n,
cv v
则 6.3107 3 m 4.7 107 m,
n
4
这时屏上条纹的间距是
x
L gd来自6.0 4.7 107 0.1103
m
2.8102 m
答案:见解析.
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解析:(1)若测定红光的波长,应用红光进行干涉实验,即选用红 色滤光片,这样通过滤光片的就只有红光,实验双缝到屏的 距离L n条亮(或暗)条纹的距离a.
(2)图中(a)的示数为0,(b)图示数为0.650 mm.
则x 0.650 0.163mm. 5 1
由x L ,得 xgd 0.163103 3103 7 107 m.
d
L
0.70
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梯度练习 基础强化 1.某同学做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,在光屏
上却观察不到干涉图样,这可能的原因( ) A.光源发出的光束太强 B.单缝与双缝不平行 C.没有安装滤光片 D.光束的中心轴与遮光筒的轴线不一致,相差较大 答案:BD
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由x Lg,可以得出红光的波长.
d
d gx 0.1103 3.8102 m 6.3107 m,
L
6.0
激光器发出的红光的波长是6.3×10-7 m.
如果整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长设
为λ′,由光的特点可知:光在传播过程中,介质发生变化,波长和波
(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)甲图的读数为2.320 mm,乙图的读数为13.870 mm,
x 13.870 2.320 mm 2.310mm. 6 1
4由x l 可得 : d x可求出
d
l
2.0104 2.310 106 nm 6.6 102 nm.
第二节 实验:用双缝干涉测量光的波长
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一､实验目的 1.观察白光及单色光的干涉图样. 2.测定单色光的波长.
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二､实验原理
根据x l
d
可得 xd
l
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三､实验器材 光源､滤光片､单缝遮光筒､光屏及光具座,如下图所示.
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A.与亮条纹的边缘对齐 B.与暗条纹的边缘对齐 C.与亮条纹的中心位置对齐 D.与暗条纹的中心位置对齐 答案:C
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4.在双缝干涉实验中,双缝的作用是( ) A.遮住过于强烈的光 B.使白光变成单色光 C.形成两个振动情况相同的光源 D.使光发生折射 答案:C
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(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l.
(4)将l､Δx代入公式 求出光的波长λ.
x l ,
d
(5)重复测量,计算,求出波长的平均值.
(6)换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹的异同,求出相应的 波长.
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五､实验误差分析 1.l的测量误差 本实验中双缝到光屏的距离较长,l的测量误差不太大,但也应
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2.测定单色光的波长 (1)安装好测量头､调节至可清晰观察到干涉条纹.
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(2)条纹间距用测量头测出,如图测量头由分划板,目镜,手轮等 构成,转动手轮,分划板会左右移动,测量时应使分划板中心 刻线对齐某条亮条纹中心,记下此时手轮上的读数a1,转动 手轮,使分划板中心刻线移至另一条亮条纹中央,记下此时 手轮的读数a2;并记下两次测量的亮(或暗)条纹数n.则相邻 两条亮(或暗)条纹间距 x | a2 a1 | . n 1
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解析: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,因本题第一项 已给填好,故答案是惟一的.
由 x l 知,波长越长,条纹越宽,间距越大,或由干涉条纹
的特征d均可得出a一定大于b.
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二､实验过程和数据处理 例2:在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如下图所示.
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(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下图甲所示.然后同 方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐, 记下此时下图乙中手轮上的示数____1_3_._8_7_0___mm,求得相 邻亮纹的间距为Δx为____2_._3_1_0____mm.
d=0.1 mm,双缝到屏的距离L=6.0 m,测得屏上干涉条纹中
相邻亮纹的间距是3.8 cm,氦氖激光器发出的红光的波长λ
是多少?假如把整个装置放入折射率是 4 的水中,这时屏上
的条纹间距是多少?
3
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解析:由条纹间距Δx,双缝间距离d,双缝到屏的距离L及波 长λ的关系,可测波长.同理,知道水的折射率,可知该光在水 中的波长,然后由d、Δx、L、λ的关系,可求出条纹间距.
选用毫米刻度尺测量.并用多次测量求出平均值的办法减 小实验误差. 2.测量条纹间距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.
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六､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､双缝和光屏的中心轴在遮光筒的
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(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= ___dl__x____ ,求得所测红光波长为 ___6_.6_×__1_0_2____nm.