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。
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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。