用双缝干涉测光的波长
实验用双缝干涉测量光的波长讲解
另一方面x=Ltanθ≈Lsinθ.
因此
有
r2
r1
d
x L
.
当两列波的路程差为波长的整数倍.
即 d x k k 0,1, 2, 3时 才 会 出 现 亮 条 纹, 也 就 是 说, 亮 条 纹 中
(4)将l､Δx代入公式 x l , d
求出光的波长λ. (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.
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
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.
(2)图中(a)的示数为0,(b)图示数为0.650 mm.
则 x0.6500.163mm. 51
由 xL,得 xd0.16310331037107m.
d
L
0.70
梯 度 练 习 (学生用书P55) 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
L
心的位置为x k L . d
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距x L . d
13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长
第四节 实验： 用双缝干涉测量光的波长
光 的 干 涉
一、双缝干涉实验 1、实验
2、现 象
（1）中央出现明条纹 （2）干涉条纹在中央明纹两侧 对称分布； （3） 相邻两级明纹(暗纹)中心 间距相等；
二、干涉条纹分析
1、明暗条纹的位置
出现明纹
出现暗纹
L L x r k d d
L 1 L x r k d 2 d
“计算表明”？
2、相邻两条明纹(或暗纹)的中心间距
L x d
3、条纹间距的应用——光波长的测定 4、拓展
·对光同样适用的规律：
v f
·在真空中光的传播速度都相同，可以得出： 可见光中红光频率最小，紫光频率最大。
算一算：
有位同学利用双缝干涉实验测算红光的波 长，使用了间隔0.12mm的缝，在离缝１.３m 的屏上获得清晰的干涉条纹,量得相邻亮条纹 的间距为7.3mm,求此红光的波长.
本节课要点
知识要点 条纹位置
条纹间距
方法和能力要点
学会用类比方法思考问题
会将条纹间距公式用于分析物理现象
课后
思考
试一试：推导条纹间距公式。
想一想：为什么光能在真空中传播，机械波不能？
5 第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长
第十三章 光
纹间距变窄，故 C 正确；去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光 成为白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生干涉现象，故 D 错误． (3)相邻亮条纹的间距 Δx＝a6－5 a1＝11.5550 mm＝2.31 mm. 根据 Δx＝Ldλ 得，λ＝ΔxL·d＝2.31×10－03.× 7 2×10－4 m＝6.6× 10－7 m. [答案] (1)A (2)AC (3)6.6×10－7
栏目 导引
第十三章 光
1．如图所示，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 条 纹 ( 或 暗 条 纹 ) 间 的 距 离 ， 可 采 取 ______________ 或 ________________的方法．
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第十三章 光
解析：在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的 光学元件依次为：①光源、②滤光片、③单缝屏、④双缝屏、 ⑤遮光筒、⑥光屏．根据 Δx＝Ldλ，可知对于某种单色光，为增 加相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离，可采取减小双缝距离 d 或 增大双缝到光屏的距离 L 的方法． 答案：滤光片 单缝屏 双缝屏 减小双缝距离 增大双缝到 光屏的距离
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第十三章 光
(3)下列图示中条纹间距表示正确是________．
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第十三章 光
解析：(1)题图中标示的器材“A”应为红光滤色片． (2)根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安 装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴 线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头，故 A 正确；若要 小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的 电压，故 B 正确；观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不 平行，可以调节拨杆进行调整，故 C 正确；测量某亮条纹位置 时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合，故 D 错误．
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、观察双缝干涉图样； 3、测定单色光的波长。 二、实验器材： 双缝干涉仪、测量头、光具座 （带米尺）、电源（8-12V）、光 源（灯座、小灯泡）
三、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？
红光的条纹间距最大，紫光的最小。
1 、红光的波长最长，紫光的波长最短。 2、波长越长，频率越小，波长越短，频率越大。 3、光的颜色由频率决定
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。
r2-r1=dsinθ
r1
P1
X=Ltanθ≈Lsinθ
当两列波的路程差为波长的 整数倍，即dx/L=±kλ （k=0,1,2…)时才会出现亮条 纹，亮条纹位置为： X=±kLλ/d
S1 d S2
x
θ
r2 l
P
四、实验步骤：
（1）如图所示，把直径约10cm、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；
（5）分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化；
（6）已知双缝间的距离d，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 x d 计算单色光的波长。 L 为了减小误差，可测出n条亮（暗）间的距离a，则:
a x n1
(7)重复测量、计算,求出波长的平均值 （8）换用不同颜色的滤光片，观察干涉 条纹间距的变化，并求出相应色光的波长。
六、误差分析
精品课件：4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长
【答案】A 【详解】A．滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线 光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A正确； B．将滤光片由紫色换成红色，波长λ变长，根据双缝干涉条纹的间距公式 x l
d
条纹间距Δx增大，故B错误； C．将单缝向双缝移动一小段距离后，Δx与此距离无关，干涉条纹间距不变，故C 错误； D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，故D 错误。故选A。
2．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中（实验装置如图），下列正确的是（B ）
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 x a D．某同学n用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝 光作为入射光
D
错误；故
选 C。
4．在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）:下列说法哪一个是错误的
（A）
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，可用测微目镜测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹 间距 x a
选项 D 正确。故选 CD。
退出
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。
6.用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。
7.调节测量头，使分划板中心刻线与某条(记为第1条)亮纹中心对齐，记下此时测量头刻度x1，再记下第 n 条亮
纹中心位置x2；则第1条亮纹与第
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
用双缝干涉测量光的波长
解析： (1)根据平面镜成像特点 (对称性)，先作出S在 镜中的像，画出边沿光线，范围如图所示．
(2)根据杨氏双缝干涉实验中干涉条纹宽度与双缝间 L 距、缝屏距离、光波波长之间的关系式 Δx＝ d λ，因为 d L ＝2a，所以 Δx＝ λ. 2a
L (3)由 Δx＝ d λ 可得
λ ＝ Δ x·
(1.770－1.250)×10－2 0.5×10－3 d － λ ＝ Δx·L ＝ × m ＝ 6.5×10 7m. 1 6－2
5×10－7m.
例2：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． (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. (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；
第四节 实验：用双缝干涉测量光的波长
一、实验原理 相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为：
l x d
P1 S1 d S2
l
其中，λ 表示波长，d x 表示两个狭缝之间的距 离，l 为挡板与屏间的距 P 离，如果测出 x 、l 和d 就能测出波长。
二、实验器材 光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏 及光具座。
使单缝与双缝相互平行． 单缝与双缝的间距为5cm～10cm，
(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l 为0.700m，由计算公式λ＝________，求得所测红光波 长为________m.
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。
4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长-课件(11张PPT)
蓝光 双缝间距0.36 mm
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：测量个亮条纹间的距离
则：∆ =
−
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量 ：测量个亮条纹间的距离
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，此时手轮上的示数如
图乙所示。一、实验装置
双缝干涉实验装置示意图
滤光片
光源
透镜
双缝
遮光筒
毛玻璃
目镜
单缝
新知讲解
二、实验步骤
红光 双缝间距0.18 mm
红光 双缝间距0.36 mm
安装遮光筒与光源，使之在一条直线直线上
在光源前加个凸透镜，以便得到平行光
加上单缝与双缝，使缝平行
调整单缝筒与遮光筒同轴，使屏上得到清晰的干涉条纹
则：∆ =
用公式求出光的波长： =
−
课堂练习
1. 用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.2mm，用的是绿色滤光片，
从目镜中可以看到绿色干涉条纹。
（1）如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？
（2）把绿色滤色片换成红色，相邻两个亮条纹中心的距离增大了。这说明哪种色光的波长
实验：用双缝干涉
测量光的波长
温故知新
1.产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
用双缝干涉测量光的波长
基础回放
实验十三 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)
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，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 个亮条纹间的距离 a，则相邻两亮条纹间距 Δx ＝n－a 1. 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．
缝间距，l 为双缝到屏的距离．
(3)测量时需测量多组数据，求 λ 的平均值．
基础回放
实验十三 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)
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．
课堂探究
实验十三 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)
考点二 对仪器读数和数据处理的考查
【例 2】 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验 仪按要求安装在光具座上(如图 3 甲)，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．
高二物理用双缝干涉测量光的波长
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
三、测定单色光的波长
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
10
15
20
30
图（丙）
第4条 时读数
游标尺的读数 ：
测量结果求波长： 测出n个亮条纹间的举例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 ad
(n 1)l
（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．
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；
难道是趁着车少人稀，在马路上撒钉子？ “干吗？”修车老汉正好弯下腰，我大吼一声。 兴许太专注撒钉子了，老汉没注意到我已逼近，被吓住了：老汉直直站着没动，左手拿着两个估计来不及撒下去的钉子，右手有一团黑乎乎的东西。 “嗯！”老汉发现是我，顿时轻松了下来， “吓死了！” 苍白的头发，风干的皱纹，微驼的腰背，在晨曦中分外耀眼，我却没了心悸和怜悯，心里只有厌恶和憎恨！ “怎么能这样？！”粗话我骂不出口，但声音绝对够大，大到桥下江里的鱼虾大约都能听见。 “嗯！啊？”老汉还是言简意赅，只比刚才多了一个语气词。 “别再 这样了！”哎！面对像乡下父
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 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〞〕。
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十八 用双缝干涉测光的波长 (一)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；测定单色光的波长。
(二)原理
据双缝干涉条纹间距λd L x =∆得，波长x L
d
∆⋅=λ。
已知双缝间距d ，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。
(三)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，如图实18-1所示，各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。
(四)步骤
1.将光源和遮光筒安装在光具座上,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.用米尺测出双缝到光屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹间的距离Δx.
5.利用表达式x L
d
∆⋅=
λ,求单色光的波长. 6.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. (五)注意事项
1.放置单缝和双缝时,必须使缝平行,并且双缝和单缝间的距离约为5~10cm.
2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒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.
4.为减小实验误差,先测出n 条亮(或暗)条纹中心间的距离a,则相邻两条亮(或暗)条纹间的距离1
-=∆n a x . (六)例题
例1.（1）如图实18-2所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放
光源
滤光片 单缝 双缝
遮光筒
屏
图实18-1
图实18-2
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。
（2）如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件 是 （填数字代号）；
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读下手轮的读数如图实18-3所示。
继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读下手轮的读数如图实18-4所示。
则：条纹的间距是 mm ；
（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）。
第（1）问是考查基本常识。
②滤光片、③单缝、④双缝。
第（2）问则在教材的基础上有所深化。
滤光片②是为了产生单色光，单缝③是为了产生相同频率的光射向双缝④，双缝④将一束单色光分为两束频率相同的相干光束，它们的设置都是为了满足干涉的条件。
而激光本身已经具备很好的相干性，所以②③这两个部件的设置就都没有必要了。
第（3）问考螺旋测微器的读数，第一个是0.045mm ，第二个是14.535mm ，它们的差值是14.490mm ，中间跨越了10－1 = 9个条纹间距，所以条纹间距是
第（4）考本实验的原理
(七)习题
1.在光的干涉实验中，如果两条狭缝间的距离增加一倍，光的波长减半，则相邻两暗条纹间的距离是原来的（ ）
A.4倍
B.0.5倍
C.0.25倍
D.不变
2.在双缝干涉实验中，用黄光得到一个干涉图样，若要使其干涉条纹间的距离变宽，可以
采取的办法是（ ）
A.换用绿色的滤光片
B.换用红色的滤光片
C.使光源发出的光更强一些
D.使光屏向双缝靠拢一些
m m mm
mm x L d 71037.5310610.190030.0-⨯=-⨯⨯=∆∙=
λmm x 610.19
490.14==
∆图实18-3
图实18-4
3.某同学按实验装置安装好仪器后，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作如下改动，但还能使实验成功的是（ ）
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.将单缝与双缝的位置互换，其他不动
4.在双缝干涉实验中,用白炽灯做光源在屏上出现了彩色干涉条纹,若用红色和绿色玻璃片各挡住一条缝,则屏上会出现( )
A.红色干涉条纹
B. 绿色干涉条纹
C. 红绿相间的干涉条纹
D.无干涉条纹
5.分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验,在屏上得到相邻的明条纹的距离分别为Δx 1和Δx 2,则( ) A. Δx 1<Δx 2 B. Δx 1>Δx 2
C.若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则 Δx 1增大
D. 若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则 Δx 1不变
6．双缝干涉实验装置如图实18-5所示，红光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。
则下列说法正确的是（ ）
A ．若只减小两条狭缝S 1、S 2之间的距离，条纹间距将增大
B ．若只减小两条狭缝与屏之间的距离，条纹间距将增大
C ．若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖，条纹间距将增大
D ．若只把用红光照射改为用绿光照射，条纹间距将增大
7.利用图实18-6中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法,其中正确的是( )
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.换一个两缝之间距离较大的双缝，干
屏
P P 1
白炽灯
滤光片
单缝
双缝
遮光筒
屏
涉条纹间距变窄
E.去掉滤光片后，干涉现象消失
8.某同学利用双缝干涉实验装置测定红光的波长，已知双缝间距d = 0.20mm ，双缝到屏的距离L =700mm ，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮条纹，其示数如图实18-7所示，此时的示数为 mm 。
然后转动测量头，使分划板中心刻线与第五亮条纹的中心对齐，测出第五亮条纹与第一亮条纹的中心线间距离为9.240mm 。
由以上数据可求得该红光的波长为 m （保留两位有效数字）。
9.某同学在《测定光波的波长》实验中，实验装置如图实18-8所示。
使用的双缝间距为0.025cm 。
实验时，首先调节 和 的中心使之位于遮光筒的中心轴线上，并使 和 竖直且互相平行。
当屏上出现了干涉图样后，通过测微目镜（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 ）观察第一条亮纹的位置如左图所示，第五条亮纹位置如右图所示，测出双缝与屏的距离为50.00cm ，则待测光的波长λ= nm 。
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，要把它们放在图18-9中图1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。
⑴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 、_________、A 。
⑵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；
图实
18-7
图实
18-8
图2
图实18-9
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___________________。
⑶将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2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3中手轮上的示数__________mm ，求得相邻亮纹的间距Δx 为__________mm 。
⑷已知双缝间距d 为 2.0×10-4
m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700m ，由计算式λ=________，求得所测红光波长为__________nm 。
（5）一下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 A ．增大单缝和双缝之间的距离 B ．增大双缝和光屏之间的距离 C ．将红色滤光片改为绿色滤光片 D ．增大双缝之间的距离
参考答案：
1. C
2. B
3. ABC
4. D
5.BC 6 A 7. ABD 8. 2.430 ，7
106.6-⨯
9.单缝屏；双缝屏；单缝屏；双缝屏；594.0。
10⑴E D B ⑵单缝和双缝间距5cm~10cm ，使单缝与双缝相互平行
⑶13.870 2.310 ⑷ x l d ∆，6.6×102 （5） B。