实验用双缝干涉测光的波长总结
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
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.
实验用双缝干涉测光的波长总结
实验用双缝干涉测光的波长总结引言：光干涉是光学中一种重要的现象，它是基于波动理论解释得出的。
双缝干涉是一种经典的光干涉实验，通过两个相隔很近的缝隙使光线发生干涉现象。
实验用双缝干涉测光的波长是分析光波特性和验证光学理论的重要手段。
本文将以实验用双缝干涉测光的波长为主题，详细介绍实验方法和结果，并对实验结果进行总结和讨论。
一、实验用双缝干涉测光的原理实验用双缝干涉测光的原理是基于光的波动性和干涉理论。
当光通过两个相距很近的缝隙时，根据菲涅尔衍射原理，光波将发生干涉现象。
在一定条件下，干涉条纹呈现出一系列亮暗相间的条纹，这些条纹的间距和形态与光的波长有关。
实验通过观察干涉条纹的位置或通过测量干涉条纹的间距来确定光的波长。
二、实验方法1.实验装置：实验装置由一个光源、一组双缝、一个屏幕和一个测量器件组成。
光线由光源发出，经过双缝后，形成干涉条纹在屏幕上投影。
测量器件可以是标尺或干涉仪等，用于测量干涉条纹的间距。
2.实验步骤：（1）调整实验装置：将光源、双缝和屏幕依次排列好，使光线能够通过双缝并形成干涉条纹在屏幕上投影。
（2）观察干涉条纹：通过调整光源或双缝的位置，使干涉条纹清晰可见。
注意观察干涉条纹的形态、间距和亮暗变化。
（3）测量干涉条纹间距：使用测量器件测量干涉条纹的间距，并记录下来。
三、实验结果通过实验得到的干涉条纹的间距可以用来测量光的波长。
根据干涉理论，干涉条纹的间距d和光波长λ之间的关系可以由杨氏双缝干涉公式表示：d=λL/(2d)其中，d是双缝间距，L是屏幕距离，λ是光波长。
根据干涉条纹的间距d和实际测量的数值，可以通过计算得到光的波长λ。
四、实验总结和讨论实验用双缝干涉测光的波长是一种简单而常用的实验方法，它可以通过测量干涉条纹的间距来确定光的波长。
然而，实际实验中可能会遇到一些困难，如双缝的制作和调整、干涉条纹的观察和测量等。
为了获得准确的实验结果，需要仔细设计实验装置和注意实验技巧。
13实验15 用双缝干涉测光的波长
上的示数如图4乙所示. 上的示数如图4乙所示.这两次示数依次为 和
mm
mm， mm，由此可以计算出这次实验中所测得的 nm. nm.
单色光的波长为
图4 解析 （1）在用光的干涉测波长的实验中，光 在用光的干涉测波长的、单缝、 具座上从左向右依次是光源、滤光片、单缝、双 缝、遮光筒、光屏和测量头. 遮光筒、光屏和测量头.
图1
如图1 如图1（甲）所示，测量头由分划板、目镜、手轮 所示，测量头由分划板、目镜、 等构成，转动手轮，分划板会向左右移动， 等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量 时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图1 应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图1 （乙），记下此时手轮上的读数. ），记下此时手轮上的读数. 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. 两次读数之差就表示这两条条纹间的距离. 实际测量时，测出要数n条明纹（暗纹）的宽度， 实际测量时，测出要数n条明纹（暗纹）的宽度，
解析
安装实验器件时要注意使光束的中央轴线
与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正面相对， 与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正面相对，滤 光片、单缝和双缝要在同一高度， 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, 光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行,还要使光源 发出的光束不要太暗，才能使实验成功. 发出的光束不要太暗，才能使实验成功. 答案 AC
l 可知， λ 可知，当增大双缝到光屏间的 d 距离l或减小双缝之间的距离d 距离l或减小双缝之间的距离d或增大光的波长λ时，
（2）由 x = 光屏上相邻两条亮纹之间的距离将增大.故选项B 光屏上相邻两条亮纹之间的距离将增大.故选项B 正确. 正确. （3）亮条纹在读数时由螺旋测微器原理知图甲读 数为0.641 mm，图乙读数为10.293 mm. 数为0.641 mm，图乙读数为10.293 mm. 由 x = a = 1.608 7 mm n 1 d 2 ×10 4 ×1.608 7 ×10 3 m = 5.36 ×10 7 m 得 λ = x = l 0.6 = 536 nm . 答案 （1）滤光片单缝双缝（2）B 滤光片单缝双缝（ 10.293 536 （3）0.641
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。
光学实验中如何利用干涉原理测量光波波长
光学实验中如何利用干涉原理测量光波波长在光学领域中，测量光波波长是一项重要的任务。
而利用干涉原理进行光波波长的测量，是一种非常精确且常用的方法。
干涉现象是指两列或多列光波在空间相遇时，它们的振动相互叠加，在某些区域加强，在某些区域减弱，从而形成稳定的明暗相间的条纹。
基于这一原理，我们可以设计出多种实验来测量光波的波长。
其中，最常见的一种方法是利用双缝干涉实验。
在这个实验中，我们让一束平行光通过两个相距很近的狭缝，在屏幕上会形成明暗相间的条纹，这就是双缝干涉条纹。
双缝干涉条纹的间距与光波波长、双缝间距以及双缝到屏幕的距离之间存在着一定的关系。
假设双缝间距为 d，双缝到屏幕的距离为 L，光波波长为λ，干涉条纹间距为Δx，它们之间的关系可以用公式Δx ＝λL/d 来表示。
在进行实验测量时，我们首先需要精确测量双缝间距 d 和双缝到屏幕的距离 L。
双缝间距可以通过显微镜等工具进行测量，而双缝到屏幕的距离则可以使用尺子等量具进行测量。
然后，我们通过测量干涉条纹的间距Δx，就可以计算出光波的波长λ。
为了准确测量干涉条纹的间距，我们可以在屏幕上放置一个带有刻度的标尺，或者使用专门的测量仪器，如读数显微镜。
在测量时，要选取多个清晰的条纹间距进行测量，然后取平均值，以减小测量误差。
除了双缝干涉实验，还有一种常见的干涉实验是迈克尔逊干涉仪实验。
迈克尔逊干涉仪主要由两个互相垂直的平面镜和一个分光镜组成。
光源发出的光经过分光镜后，被分成两束光，一束光反射到一个平面镜上，另一束光透射到另一个平面镜上。
这两束光经过反射后，又会在分光镜处重新汇合，最终在观察屏上形成干涉条纹。
通过调节迈克尔逊干涉仪中的平面镜位置，可以改变两束光的光程差。
当光程差等于光波波长的整数倍时，就会出现亮条纹；当光程差等于光波波长的半整数倍时，就会出现暗条纹。
在迈克尔逊干涉仪实验中，测量光波波长的关键在于精确测量平面镜的移动距离和干涉条纹的变化数。
我们可以通过旋转精密丝杠来移动平面镜，并使用读数装置记录平面镜的移动距离。
用双缝干涉测定光的波长
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
运用几何知识
r1
S1 d
θ
r2
S2 l
P1
r2-r1=dsinθ
x
X=ltanθ≈lsinθ P 当两列波的路程差为波长的整
数倍，ห้องสมุดไป่ตู้dx/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．
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凡望云气，仰而望之，三四百里。平望，在桑榆上，千馀里，二千里。登高而望之，下属地者居三千里。云气有兽居上者，胜。自华以南，气下黑上赤。嵩高、三河之郊，气正赤。常山以北，气下黑上青。勃、碣、海、岱之间，气皆黑。江、淮之间，气皆白。徒气白。土功气黄。车气乍 高乍下，往往而聚。骑气卑而布。卒气抟。前卑而后高者，疾。前方而后高者，锐。后锐而卑者，却。其气平者其行徐。前高后卑者，不止而反。气相遇者，卑胜高，锐胜方。气来卑而循车道者，不过三四日，去之五六里见。气来高七八尺者，不过五六日，去之十馀二十里见。气来高丈 馀二丈者，不过三四十日，去之五六十里见。捎云精白者，其将悍，其士怯。其大根而前绝远者，战。精白，其芒低者，战胜。其前赤而印者，战不胜。陈云如立垣。杼云类杼。柚云抟而剬。杓云如绳者，居前竟天，其半半天。蜺云者，类斗旗故。钩云句曲。诸此云见，以五色占。而泽 抟密，其见动人，乃有占。兵必起，合斗其直。王朔所候，决於日旁。日旁云气，人主象。皆如其形以占。故北夷
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向右依次是：白光光源、滤光片E、单缝D、双缝B和毛
距适当．
3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近． 4．照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝， 测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般 原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．
六、误差分析
1．双缝到屏的距离l的测量存在误差．
2．测条纹间距Δx带来的误差： (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度． (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度． (3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位 于条纹中心． (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的
(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明 暗相间的条纹间距________(选填：“越大”或“越小”)； (3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下， 用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明 暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(选填
“大”或“小”)；
[解析]
第6条亮纹中心对齐，记下此时如图实－15－7乙所示的
手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距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.
一、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．
二、实验原理 如图实－15－1 所示， 某单色 光照到狭缝 S 上，在屏上得到了 平行于双缝 S1、S2 亮暗相间的干 涉条纹． 相邻两条亮(暗)条纹间的 距离 Δx 与入射光波的波长 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： l Δx＝ λ，由此，只要测出 Δx、d、l 即可得出波长 λ.两条相 d 邻亮(暗)条纹间的距离 Δx 用测微目镜测出． 测微目镜由分 划板、目镜、手轮等构成．如图实－15－2 所示．
[解析] 本题对“用双缝干涉测光的波长”实验进行了全面 考查，既考查实验原理，又考查实验器材、步骤及数据
处理．
(1)光源发出的光经过滤光片后变成单色光，单色光经过 单缝后相当于线光源，再透过双缝时，双缝相当于振动 情况完全相同的相干光源．双缝发出的两列相干光在光 屏上叠加后形成稳定的干涉条纹，故双缝干涉仪上自左
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________．
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该 亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图实－15－7 甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与
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(如图实 －15－3 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条纹中心时，记 下手轮上的刻度数 a2，两次读数之差就是这两条条纹间的距 离．即 Δx＝|a1－a2|. Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出 n 条亮(暗)条 a 纹间的距离 a， 再推算相邻两条亮(暗)条纹间的距离 Δx＝ . n－1
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．
四、实验操作 1．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，
如图实－15－4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安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和 单缝的缝平行，二者间距为几个厘米，这时，可观察到白
透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图实－ 15－6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、________、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；
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．
(2)测定单色光的波长 ①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹． ②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手
轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，
使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中央，记下此 时手轮上的读数a2. 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、 Δx＝dλ 可知 d 越小，Δx 越大．
l (2)由 Δx＝dλ 可知，l 越大，Δx 越大． l (3)由 Δx＝dλ 可知，因蓝色光的波长比红色光的波长小， 故用蓝色光做实验时的条纹间距比用红色光做实验时小．
[答案]
(1)越大
(2)越大
(3)小
[例2] 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和
⑤换用不同的滤光片，重复实验．
2．数据处理 |a2－a1| (1)条纹间距的计算：Δx＝ . n－ 1 d (2)波长计算：λ＝ l 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
条纹数未数清．
[例1]
(2011· 潍坊一模)在观察
光的干涉现象的实验中，将两 片刀片合在一起，在涂有墨汁 的玻璃片上划出不同间隙的双 缝；按图实－15－5所示的方
法，让激光束通过自制的双缝．
(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双 缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(选填： “越大”或“”越小)；