实验四 双缝干涉
《第四章 4 实验_用双缝干涉测量光的波长》教学设计教学反思
《实验_用双缝干涉测量光的波长》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 理解双缝干涉的原理，掌握测量光的波长的实验方法。
2. 学会应用双缝干涉仪，并能进行实际操作。
3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
4. 感受科学实验的周密性和趣味性。
二、教学重难点：1. 教学重点：掌握双缝干涉的原理，熟练应用双缝干涉仪。
2. 教学难点：根据实验数据，准确测量光的波长。
三、教学准备：1. 双缝干涉仪一台2. 不同波长的单色光3. 黑纸板、尺子、白纸4. 记录数据的表格和提示性文字四、教学过程：本节内容分为理论学习和实验操作两个部分。
（一）理论学习1. 引入主题：起首向学生介绍光的波粒二象性，诠释干涉和衍射等现象。
通过生动的图片和动画展示光的这些特性，让学生有直观的认识。
2. 介绍双缝干涉的原理：当一束光通过双缝后，会在两侧屏幕上形成明暗相间的条纹。
这些条纹的宽度和间隔取决于光的波长和双缝之间的距离。
3. 介绍如何应用双缝干涉测量光的波长：向学生诠释实验的步骤和需要注意的事项，包括光源的选择、光屏的放置、双缝的距离和间隔等。
4. 扩展知识：诠释实验结果的解读和分析，以及实验误差的来源和处理方法。
同时，也可以介绍其他类型的干涉实验，如薄膜干涉等。
（二）实验操作1. 准备实验器械：提前准备好双缝干涉实验所需的器械，包括光源、光屏、尺子、胶带等。
确保所有器械都处于良好的工作状态。
2. 指导实验操作：在实验教室上，教师需要详细地指导学生进行实验操作，确保学生正确地应用实验器械，并按照规定的步骤进行实验。
3. 观察并记录实验结果：学生在进行实验的过程中，需要仔细观察屏幕上的干涉条纹，并应用尺子测量条纹的宽度和间隔。
学生需要记录实验数据，并尝试分析实验结果。
4. 讨论实验误差：在实验结束后，组织学生进行讨论，分析实验误差的来源，并探讨如何减小误差。
教师也可以给出一些常见的误差来源和相应的解决方法，帮助学生更好地理解实验过程。
高中物理：13.3《双缝干涉实验》课件(新人教版选修3-4)
16.05.2023
生产计划部
第一页，共14页。
一、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？
r1
S1 θ
d
r2
S2 l
r2-r1=dsinθ
P1
遮光筒 屏
L2
图（甲）
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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
5
第1条 时读数
45
40
35
15
200
5
10
15
20
30
第4条 时读数 图（丙）
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游标尺的读数 ：
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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
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ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
第七页，共14页。
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
光的双缝干涉实验原理
光的双缝干涉实验原理一、前言光的双缝干涉实验是物理学中著名的实验之一，它揭示了光的波动性质，并且为量子力学奠定了基础。
本文将详细介绍光的双缝干涉实验原理。
二、实验装置光的双缝干涉实验需要用到以下装置：1. 光源：可以是激光或单色光源。
2. 双缝：通过在一个不透明板上开两个小孔制作得到。
3. 屏幕：用于接收干涉图案。
4. 单色滤光片（可选）：用于确保入射光为单色光。
三、实验原理1. 入射光经过双缝后，会形成两个相干波源，这两个波源会在屏幕上产生干涉现象。
2. 干涉现象产生的原因是两个波源之间存在相位差。
当相位差为整数倍的2π时，产生互补加强；当相位差为奇数倍的π时，产生互补削弱。
3. 在屏幕上观察到的亮暗条纹是由于不同位置处受到的两束波经过不同的相位差，导致干涉结果不同。
4. 干涉条纹的间距与双缝间距成反比例关系，即间距越小，双缝间距越大。
5. 单色滤光片可以确保入射光为单色光，从而减少干涉条纹的扩散。
四、实验步骤1. 准备好实验装置，包括光源、双缝、屏幕和单色滤光片（可选）。
2. 将双缝放置在光源前方，并将屏幕放置在双缝后方。
3. 打开光源并调整其位置和强度，使得光线正好穿过两个小孔，并照射到屏幕上。
4. 观察屏幕上的干涉图案，并记录下来。
5. 如果使用了单色滤光片，则需要调整其位置和角度以确保入射光为单色光，并重新观察干涉图案。
6. 可以通过改变双缝间距或者调整屏幕位置来改变干涉条纹的形态和间距。
五、实验应用1. 充分理解光波动性质和波动-粒子二象性；2. 了解干涉现象的产生机制和规律；3. 探究光的波长和频率等物理量的测量方法；4. 研究光的横向相干性和时间相干性等特性。
六、总结通过本文对光的双缝干涉实验原理的详细介绍，我们可以了解到光波动性质、相位差对干涉图案产生的影响以及单色滤光片在实验中的应用等内容。
同时，通过实验可以深刻理解物理学中一些重要概念和规律，为后续学习打下坚实基础。
第十三章 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.掌握双缝干涉条纹间距的计算公式及推导过程.2.掌握用双缝干涉测波长的原理、操作、器材及注意事项，3.会利用双缝干涉实验测量单色光的波长，加深对双缝干涉的理解．一、双缝干涉条纹间距的计算[导学探究]如图1所示，两缝间的距离为d，两缝连线中点为O，两缝连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l，屏上有一点P到两缝的距离为r1和r2，用波长为λ的激光照射双缝．若屏上P点是中央亮条纹上侧第k条亮纹，P点到P0点的距离满足什么条件？请阅读课本相关内容，参照下图，写出推导过程．图1答案 x ＝kl d λ.推导过程：Δr ＝r 2－r 1＝kλ≈d sin θ，x ＝l tan θ≈l sin θ，可得x ＝kld λ.[知识梳理] 双缝干涉条纹间距的决定因素及关系式 1．决定双缝干涉条纹间距的关系式推导如图1所示，Δr ＝r 2－r 1＝d sin θ，x ＝l tan θ≈l sin θ，消去sin θ可得r 2－r 1＝d xl .又因为满足条件r 2－r 1＝±kλ是亮条纹，故得x ＝±k ld λ，相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距为：Δx ＝l dλ.2．若双缝到屏的距离用l 表示，双缝间的距离用d 表示，相邻两条亮条纹间的距离用Δx 表示，则入射光的波长为λ＝d Δxl .[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)使用同一双缝实验装置做实验，亮条纹间距与光波波长成正比．(×)(2)根据λ＝d Δxl ，用同一种色光做双缝干涉实验，光波波长随双缝间距的增大而增大．(×)(3)单色光的双缝干涉条纹是等间距明暗相间的条纹．(√)二、实验：用双缝干涉测量光的波长1．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．另外还要有学生电源和导线等． 2．实验步骤(1)按如图2所示安装仪器．图2(2)将光源中心、单缝中心、双缝中心都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，让过滤后的条形光斑恰好落在双缝上，通过调节遮光筒上测量头的目镜，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)再次加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐某一亮(暗)条纹的中心，记下此时手轮的读数，然后继续转动手轮使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一亮(暗)条纹中心，再次记下此时手轮读数和移过分划板中心刻线的条纹数n .(5)将两次手轮的读数相减，求出n 个亮(暗)条纹间的距离a ，利用公式Δx ＝an －1算出条纹间距，然后利用公式λ＝dl Δx ，求出此单色光的波长λ(d 、l 仪器中都已给出)．(6)换用不同颜色的滤光片，重复步骤(3)、(4)，并求出相应的波长． 3．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中心轴线上，双缝到单缝的距离应相等． (2)测双缝到屏的距离l 时用毫米刻度尺多次测量取平均值．(3)测条纹间距Δx 时，用测量头测出n 条亮(暗)条纹间的距离a ，求出相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx ＝a n －1.一、双缝干涉条纹间距问题例1在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5 mm ，测得双缝到光屏的距离为1.0 m ，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5 mm.则：(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？(2)假如把整个装置放入折射率为43的水中，这时屏上相邻亮条纹的间距为多少？答案 (1)4.0×1014 Hz 7.5×10－7 m (2)1.125×10－3 m解析 (1)相邻两条暗条纹间的距离：Δx ＝7.5×10－35 m ＝1.5 ×10－3 m.根据λ＝dl Δx 得：λ＝0.5×10－31.0×1.5×10－3 m ＝7.5×10－7 m ，由f ＝c λ得此光的频率：f ＝cλ＝ 3.0×1080.75×10－6Hz ＝4.0×1014 Hz.(2)在水中红光的波长λ′＝λn ＝34×7.5×10－7 m ＝5.625×10－7 m ，相邻两条亮条纹间的距离为：Δx ＝l d λ′＝ 1.00.5×10－3×5.625×10－7 m ＝1.125×10－3 m二、实验：用双缝干涉测量光的波长例2在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图3所示．双缝间的距离d＝3 mm.图3(1)若测量红光的波长，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条亮条纹的位置如图4甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.图4答案 见解析解析 (1)要测量红光的波长，应用红色滤光片．由Δx ＝ld λ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l 和条纹间距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＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ，λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70m ≈6.86×10－7 m.1．如图所示，A 、B 、C 、D 代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：(1)如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适．(2)如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(3)如果将A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．(4)如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适．答案(1)C(2)D(3)C(4)C解析利用Δx＝ldλ公式，光源由红光换成紫光时，λ变小，相应Δx也变小，(1)中应选C；双缝距离d减小时，Δx变大，(2)中应选D；双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx变小，(3)中应选C；将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx也减小，(4)中应选C.2．如图5所示，在“用双缝干涉测量光的波长”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()图5A．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光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)________．答案C增加双缝到屏的距离或减小双缝间距解析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；由Δx＝ldλ可知，要增加相邻亮纹(或暗纹)的距离，可以增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距．3．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Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________(填“＞”“＜”或“＝”)Δx2.若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第一条到第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＞0.300解析根据Δx＝ldλ，因为红光的波长比绿光的长，所以红光的干涉条纹间距Δx1比绿光的干涉条纹间距Δx2大；由题意得相邻亮条纹的间距为Δx＝a5＝10.55mm＝2.1×10－3 m，再由Δx＝ldλ可以解得d＝0.300 mm.一、选择题1．做双缝干涉实验时，要增大屏上相邻亮条纹之间的距离，可以采取的措施是()A. 减小双缝到屏的距离B. 增大光的频率C. 增大双缝之间的距离D. 增大光的波长答案 D解析由双缝干涉中条纹间距的表达式Δx＝ldλ可知，增大条纹间距Δx，可以增大双缝到屏的距离l、减小双缝之间的距离d，或者增大光的波长λ，故A、C错，D对；增大光的频率，则减小了光的波长，条纹间距减小，故B错．2．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图1 (甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙) 图所示．他改变的实验条件可能是()图1A. 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＝ldλ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错误；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，D错；改变光源到单缝的距离不会改变Δx，A错．3．(多选)利用图2中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是()图2A．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＝ldλ(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．4．(多选)某同学按双缝干涉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做如下改动，仍能使实验成功的是()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，其他不动答案ABC解析由Δx＝ldλ知，改变双缝到光屏的距离l仍能得到清晰条纹，只不过条纹间距变化，故A正确．单缝与双缝间的距离对干涉无影响，故C正确．滤光片的作用是得到相干单色光，装在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉，故B正确．5. (多选)关于“双缝干涉测光波的波长”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．观察到的白光和干涉图样是：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，且红条纹的间距比绿条纹的间距大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ACD6．在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中()A．光源与屏之间应依次放置双缝、滤光片、单缝B．光源与屏之间应依次放置滤光片、双缝、单缝C．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变宽D．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变窄答案 C解析本实验先由滤光片得到单色光，再经单缝必须形成线光源，最后经过双缝，得到频率相同的光，进行干涉，故光源与屏之间应依次放置：滤光片、单缝、双缝，故A、B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝ldλ知，增大双缝到屏间的距离，或减小双缝间距，或换波长较长的光照射，可以增大条纹的间距，从而便于测量．单缝与双缝的间距不影响条纹间距．故C正确，D错误．7．(多选)双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的绿光换成红光或蓝光，下列讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况．其中正确的是()图3A．O点是红光的亮条纹B．红光的第一条亮条纹在P点的上方C．O点不是蓝光的亮条纹D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方答案AB解析O点到两缝的距离相等，故不论换用红光还是蓝光，O点均为亮条纹，所以A正确，C错误；由Δx＝ldλ可知，红光的波长比绿光的大，条纹间距也比绿光大，因此，红光的第一条亮条纹在P点的上方，B正确；同理，蓝光的波长比绿光的小，蓝光的第一条亮条纹在P点的下方，D错误．8．如图4所示双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹．乙图为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，则以下说法中正确的是()图4A．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，表明红光波长较短答案 A解析因为条纹间距与波长成正比，乙图中条纹间距大于甲图，故乙图中照射光的波长较长，可能为红光，故A正确．二、非选择题9. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，若已知双缝间的距离d.(1)若测定绿光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)已知双缝到光屏之间的距离l＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图5所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光B．增大双缝到屏的距离C．增大双缝到单缝的距离D．增大双缝间距图5 答案(1)绿双缝到屏的距离相邻条纹间距(2)6.4×10－7(3)AB解析(1)由于测量绿光的波长，因此应用绿色滤光片．由Δx＝ldλ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l和条纹间距Δx.(2)游标卡尺读数精确度为0.1 mm，A位置主尺读数为11 mm，游标尺读数为1，读数为x1＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，同理B位置读数为x2＝15.6 mm，则条纹间距Δx＝x2－x17≈0.64mm.则λ＝dlΔx＝6.4×10－7 m.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，要把它们放在如图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．图6(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用刻度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：____________.(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7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，记下此时图乙中手轮上的示数______ mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为______ mm.图7(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＝________，求得所测红光的波长为________ nm.答案 (1)E D B (2)见解析 (3)13.870 2.310(4)d Δx l6.6×102 解析 (1)滤光片E 是用来从白光中选出单色红光的，单缝屏是用来获得线光源的，双缝屏是用来获得相干光源的，最后成像在毛玻璃屏上．所以排列顺序为：C 、E 、D 、B 、A .(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上．(3)测量头的读数应先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为2.320 mm ，所以相邻亮条纹间距Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm. (4)由条纹间距公式Δx ＝l d λ得：λ＝d Δx l代入数据得：λ＝6.6×10－7 m ＝6.6×102 nm.11．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图8甲所示，转动手轮，使分划板向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示．已知双缝间距d ＝1.5 mm ，双缝到屏的距离l ＝1.00 m ，则被测光的波长为多少？图8答案 3.15×10－7 m解析 图甲读数为1.130 mm ，图乙读数为1.760 mm. 相邻两条亮条纹的间距Δx ＝1.760－1.1303mm ＝0.210 mm. 由Δx ＝l d λ得λ＝d Δx l ＝1.5×10－3×0.210×10－31.00 m ＝3.15×10－7 m.。
光的双缝干涉实验实验方法
光的双缝干涉实验实验方法
光的双缝干涉实验是一种重要的物理实验，可以用于研究光的波
动性和粒子性。
下面，我们就来分步骤介绍一下这个实验的方法。
第一步：实验装置搭建
首先，我们需要准备实验所需的装置，包括光源、狭缝和接收屏。
将光源置于实验室中心位置，通电后光线从光源射出，照射到薄片上。
薄片上有两个狭缝，可以控制光线穿过的通道，并将这些光线射向接
收屏。
第二步：光源调整
将光源通过准直器准直，使得光束为平行光。
然后，将光源调整
到距离狭缝适当的位置，使光线可以穿过狭缝直线前进。
第三步：狭缝调整
将狭缝调整到适当的大小，以确保光线通过狭缝时，通量均匀、
单色、且平行光束。
这是保证实验结果准确的重要步骤。
第四步：接收屏调整
将接收屏和狭缝平行摆放，以便在接收屏上可以清晰地观察到干
涉条纹。
接收屏上可以放置细网格或光阑，以增强干涉条纹的清晰度。
第五步：实验记录
通电后，观察接收屏上的干涉条纹，并记录实验结果。
可以通过
调整接收屏的位置、光源的位置和狭缝的大小来产生更明显的干涉条纹。
第六步：实验分析
根据记录的实验结果，可以用光学原理、数学计算等方法进行分析，以求得干涉条纹的间距、角度、亮暗程度等数据。
这些数据对于
探究光的波动性和粒子性具有重要意义。
总之，光的双缝干涉实验是一项很重要的物理实验，可以用于研
究光的波动性和粒子性。
在进行实验时，需严格按照实验步骤进行操作，才能保证实验的准确性和科学性。
双缝实验_测量实验报告
一、实验目的1. 观察双缝干涉现象，了解光的波动性。
2. 测定单色光的波长。
3. 掌握双缝干涉实验的原理和方法。
二、实验原理当单色光通过双缝时，会产生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹。
根据干涉条纹的间距，可以计算出光的波长。
实验中使用的公式为：λ = d Δy / D其中，λ为光的波长，d为双缝间距，Δy为相邻两条亮或暗条纹的间距，D为双缝到屏幕的距离。
三、实验仪器1. 单色光源：激光笔或钠光灯2. 双缝板：由两个平行狭缝组成3. 屏幕板：用于观察干涉条纹4. 光具座：用于固定实验器材5. 刻度尺：用于测量条纹间距四、实验步骤1. 将单色光源、双缝板、屏幕板依次放置在光具座上，确保光源中心与双缝板中心对齐。
2. 打开单色光源，调节光源强度，使干涉条纹清晰可见。
3. 观察干涉条纹，并记录下干涉条纹的间距Δy。
4. 测量双缝间距d和双缝到屏幕的距离D。
5. 根据公式λ = d Δy / D，计算光的波长。
五、实验数据1. 双缝间距d = 0.5 mm2. 双缝到屏幕的距离D = 1 m3. 干涉条纹间距Δy = 5 mm六、实验结果根据实验数据，计算光的波长λ为：λ = 0.5 mm 5 mm / 1 m = 2.5 10^-3 m七、实验讨论1. 实验过程中，应注意光源的稳定性，避免因光源波动而影响实验结果。
2. 实验中使用的双缝间距和双缝到屏幕的距离应尽量准确，以减小误差。
3. 实验结果与理论值存在一定误差，可能是由于实验操作误差、仪器精度等因素引起的。
八、结论通过本次实验，我们成功观察到了双缝干涉现象，并测量了单色光的波长。
实验结果表明，光的波动性是客观存在的，通过双缝干涉实验可以测量光的波长。
在实验过程中，我们掌握了双缝干涉实验的原理和方法，提高了实验操作能力。
双缝实验_相关实验报告
一、实验目的1. 观察并记录双缝干涉实验现象，了解光的干涉原理；2. 通过实验，掌握光的双缝干涉规律，加深对波动光学基本概念的理解；3. 掌握双缝干涉实验的基本操作，提高实验技能。
二、实验原理双缝干涉实验是波动光学中的一个基本实验，用以证明光具有波动性质。
当一束光通过两个狭缝时，两束光波在屏幕上发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
干涉条纹的间距与光波的波长、双缝间距以及屏幕与双缝之间的距离有关。
实验原理如下：1. 光的波动性：光具有波动性质，能够产生干涉现象；2. 干涉条件：两束光波必须满足相干条件，即频率相同、相位差恒定；3. 干涉条纹间距：干涉条纹间距与光波的波长、双缝间距以及屏幕与双缝之间的距离有关。
三、实验仪器与材料1. 光源：激光器或白炽灯；2. 双缝板：两条平行狭缝；3. 平面镜：用于反射光束；4. 屏幕板：用于观察干涉条纹；5. 光具座：用于固定实验仪器；6. 米尺：用于测量距离；7. 秒表：用于计时。
四、实验步骤1. 将激光器固定在光具座上，调整激光器使其发出一束平行光；2. 将双缝板固定在光具座上，调整双缝板使其与激光束垂直；3. 将平面镜固定在光具座上，调整平面镜使其反射激光束；4. 将屏幕板固定在光具座上，调整屏幕板使其与双缝板平行；5. 打开激光器，观察屏幕板上的干涉条纹；6. 记录干涉条纹的间距、明暗条纹的分布情况；7. 改变双缝间距、屏幕与双缝之间的距离，重复步骤5-6，观察干涉条纹的变化。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）在屏幕上观察到明暗相间的干涉条纹；（2）随着双缝间距、屏幕与双缝之间距离的变化，干涉条纹间距发生改变；（3）当双缝间距减小时，干涉条纹间距增大；（4）当屏幕与双缝之间距离减小时，干涉条纹间距减小。
2. 分析：（1）实验结果验证了光的波动性，即光在通过双缝时发生干涉；（2）根据干涉原理，干涉条纹间距与光波的波长、双缝间距以及屏幕与双缝之间的距离有关；（3）实验结果符合干涉条纹间距的变化规律。
双缝干涉现象的观察(精)
双缝干涉现象的观察班级：050716 学号：05071602 姓名：蒋太云 指导教师：丁斌刚一、实验目的1、学习在光具座上对光具进行调节的技术；2、观察、描述双缝干涉的现象及其特点；二、实验原理设一束单色光照射到一个开有长狭缝S 的屏上，通过S 形成一个柱面光波，然后再入射到另一屏上，此屏开有平行于狭缝S 的另两个彼此极为靠近的狭缝1S 和2S ，光透过1S 和2S ，又形成两个柱面波并在空间交叠起来。
显然，由1S 和2S 射出的光束来自同一光波波阵面的不同部分，因此由1S 和2S 射出的光具有相同的频率。
尽管从S 陆续射出的原子光波列的初相位是不断变化的，但是任何变化都有同时发生在1S 和2S 处，从而能使1S 和2S 射出的光波间的相位差始终保持不变。
此外，在靠近1S 和2S 连线的中垂线两侧附近，1S 和2S 射出光波的光矢量也近于平行，所以，这两束光应是相干光。
来自1S 和2S 两束光的干涉可用光屏来观察，在观察屏上将形成平行于双缝的明暗相间的干涉条纹。
三、实验设备实验一：光具座，激光，玻璃双缝，屏实验二：光具座，激光，胶片双缝（在白纸上画两条黑线，用相机拍摄得来），屏实验三：光具座，固定架，钠光灯，单缝，凸透镜，玻璃双缝，移测显微镜实验四：光具座，固定架，钠光灯，单缝，凸透镜，胶片双缝，移测显微镜四、实验方法与步骤实验一方法与步骤：（1）把玻璃双缝和屏安装在光具座上（2）调节激光、玻璃双缝、屏，使得三者的中心在同一高度（3）打开激光（4）在屏上我们可以看到明暗相间的条纹（5）移动屏和双缝以及光源和双缝的距离，观察干涉条纹有无变化（6）改变缝宽重新做实验观察条纹变化实验二方法与步骤：（1）把胶片双缝和屏安装在光具座上（2）调节激光、胶片双缝、屏，使得三者的中心在同一高度（3）打开激光（4）在屏上我们可以看到明暗相间的条纹（5）移动屏和双缝以及光源和双缝的距离，观察干涉条纹有无变化（6）改变缝宽重新做实验观察条纹变化实验三方法与步骤步骤：（1）把凸透镜、玻璃双缝、单缝和移测显微镜安装在光具座上（2）调节钠光灯、凸透镜、玻璃双缝、移测显微镜，使得四者的中心在同一高度（3）打开钠光灯，调节凸透镜与钠光灯的距离，使得能在凸透镜后面找到一个亮点。
2024高考物理一轮复习--光学专题(四)--实验：用双缝干涉测量光的波长
用双缝干涉测量光的波长一、知识点梳理1．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 ＝ld λ 测定波长的方法．(3)会用测量头测量条纹间距离． 2．实验原理相邻明纹(或暗纹)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。
则r 2－r 1＝d sin θ(令∠S 2S 1M ＝θ)。
另x ≈l tan θ≈l sin θ则r 2－r 1＝d x l ， 若P 处为亮纹，则d xl ＝±k λ，(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间距Δx ＝ld λ。
3．实验器材：双缝干涉仪：包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃光屏、光具座、测量头及刻度尺等. 4．实验步骤 (1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃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．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，使双缝与单缝平行，二者间距约为5～10 cm ，这时可观察到白光的干涉条纹．⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． (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使分化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a 1；转动手轮，使分化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a 2，得出n 个亮条纹间的距离为a ＝|a 2－a 1|，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．5．数据处理(1)条纹间距的计算：Δx ＝|a 2－a 1|n －1. (2)波长计算：λ＝dl Δx . (3)计算多组数据，求λ的平均值．6．注意事项(1)双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，要轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件． (2)安装时，要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直．(3)光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近．(4)实验中会出现屏上的光很弱的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关． 7．误差分析实验中的双缝间距d 是器材本身给出的，因此本实验要注意l 和Δx 的测量．光波的波长很小，l 、Δx 的测量对波长的影响很大．(1)l 的测量：l 用毫米刻度尺测量，如果可能，可多次测量求平均值．(2)条纹间距Δx 的测定：Δx 利用测量头测量．可利用“累积法”测n 条亮纹间距，再求Δx ＝an －1，并且采用多次测量求Δx 平均值的方法进一步减小误差．二、针对练习1、某实验小组的同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。
4.4 实验：用双缝干涉测光的波长(教学课件)-高二物理同步高效课堂
目录
01
实验思路
02
物理量的测量
03
数据分析
04
方案设计
课堂引入
同学们，你见过最精密的尺子是什么？可能是千分尺，千分尺的精确度可 以达到10-5m,你知道，可光的波长比这个还有小的很多，光的波长是怎样 被测量出来的，你能根据之前学习过的知识设计实验方案吗？
第一部分：实验思路
（一）数据分析
设计表格记录实验数据。d 是已知的，l 和 n 条亮条纹间的距离 a
是直接测量值。Δx a
n1
λ d Δx l 双缝干涉
d
l
x1
x2
a
λ
l1d1=l1l2l1d2=
l1
l2
（二）误差分析
哪些因素会导致实验有误差？
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． 3．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．
（一）实验思路
由双缝干涉亮（暗）纹间距的公式
Δx = L λ d
λ = d Δx L
由公式x l 可知，在双缝干涉实验中，d
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 d x
l 计算出入射光波长的大小。
第二部分：物理量的测量
数之差表示这两个条纹间的距离 Δx 。
Δx
Δx
Δx
红光
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实验步骤
(1) 将光源、单缝、遮光管、毛玻璃屏依次安放在光 具座上. (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，使光源灯丝发出的一束光能 沿轴线到达光屏. (4) 安装双缝，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约 5～10 cm. (5) 放上单缝，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. (7) 安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹.
2．观察单色光干涉现象
看到自光干涉条纹后，在单缝前面加上红色 或绿色滤色片即可看到红黑相间或绿黑相间的 干涉条纹．
3．测量单色光的波长 仪器安装调节第5步结束，即可进行测量．先 转动测量头上的手轮，把分划线对准靠近最左边 的一条干涉亮条纹或者暗条纹，并记下它在游标 尺上的读数X1，然后转动手轮，把分划线移向右 边，并对准第n条(一般n可取7左右)干涉亮条纹或 晴条纹, 这时游标尺的读数为Xn，令a= Xn-X1则 相邻两条亮条纹或暗条纹之问的距离为
实验四 双缝干涉
实验目的 1. 了解光波产生稳定干涉现象的条件. 2. 观察日光及单色光的双缝干涉图样. 3. 测定单色光的波长. 仪器和用具 光具座、白炽灯光源、J2515型双缝干涉实 验仪
实验原理
1.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后，得到 振动情况完全相同的光，它们在双缝后面的空 间互相叠加，会发生干涉现象. 如果用单色光照 射，在屏上会得到明暗相间的条纹; 如果用白光 照射，可在屏上观察到彩色条纹.
(8) 使分划板中心刻线对齐某条亮（或暗）条纹的 中央，记下手轮上的读数x1转动手轮，使分划板 中心刻线移动; 记下移动的条数n和移动后手轮的 读数xn，x1与xn的差即几条间距. (9) 用刻度尺测量双缝到光屏间距离L（d是已知 的）. (10) 重复测量、计算，求出波长的平均值. (11) 换用不同滤光片，重复实验
3.在单缝前端的光具座滑块上装上照明透镜及灯泡灯 泡灯丝与单缝之间的距离大约为25cm)．点亮灯泡，用 两次成像法调节光源．透镜、单缝中心共轴．然后把 透镜固定在离开灯丝5cm的地方． 4.遮光管的另一端装上观察系统．慢慢地左右移动拨 杆。调节单缝与双缝平行，直至看到最清晰的于涉条 纹． 5.测量单色光波长时，要卸下观察系统，换上测量头， 在单缝前面加上滤色片。先调节目镜、在视场中能同 时清晰地看到分划线和干涉条纹，然后绕光轴转动测 量头．使三根垂直方向的分划线与干涉条坟平行，固 定好测量头后即可进行观察或测量。
2.本实验要测单色光的波长，单色光通过双缝 干涉后产生明暗相同的等间距直条纹，条纹的 间距与相干光源的波长有关，设双缝宽d，双 缝到屏间的距离为L，相干光源的波长为λ，则 产生干涉图样中相邻两条亮(或暗)条纹之间 L d x x 的距离 ，由此得: ，因此只要 d L 测得d、L、Δx即可测得波长.
注意事项
1.实验时应调节各器件共轴，否则光线无 法到达光屏. 2.测量Δx时，分划板的刻线始终以条纹中 央为准. (3) 双缝与单缝的缝应平行. 4.在增强光的强度，应让一段直灯丝正对 单缝.
Hale Waihona Puke 难点突破1. 根据所测的几条条纹间距，求出相邻条 纹间距: x a (n-1个间隔) n 1 2. 把所测的双缝间距d、双缝到屏的距离L 及Δx代入: d x 即可求出波长. L 3. 换用不同的单色光，计算出不同色光的 波长.
5．遮光管 遮光管是一根钢管，另外附有一根胶木的接长 管。单缝管、双缝座、测量头等部安装在遮光管 上，遮光管的轴线为干涉仪的光轴． 仪器安装凋节 1.把两个半园形支架环等高地固定在光具座的 滑块上。遮光管架在支架环上，并使它的轴线与 光具座的导轨基本平行。 2.在遮光管的一端装上双缝座，双缝基本上与 水平面垂直．再在双缝的外面套上单缝管，双缝 座固定螺钉嵌在单缝管的定位槽孔里，这时，单、 双缝基本平行．
a x n 1
待测的光波波长为：
d x L
式中d为双缝中心距．其数值剡在双缝座上，一 块为0.250mm，另一块为0.200mm。L为双缝至 光屏(即分划板)之间的距离，当遮光管未加接长 管时，L=600mm，当遮光管加上接长管后 L=700mm，
为了减少测量误差， X1 、Xn的读数应该重复 测量几次，计算时取平均值．另外，分划线对 准干涉条纹时，应把干涉条纹嵌在其中两根分 划线之间，中心分划线和条纹对齐。
3．观察系统 由毛玻璃屏(即光屏)和目镜组成．在毛玻璃屏 上的干涉条纹可以用眼睛直接观察或用目镜放大 观察。 4．测量头 测量头包括目镜、游标尺、分划板、滑块、手 轮等。目镜可以前后调焦，分划板上刻有分划线。 目镜，游标尺中的游标、分划板都固定在滑块上。 转动手轮，滑块在滑座内左右移动，同时带动目 镜、游标、分划板移动，在视场中可以看到分划 线与干涉条纹作相对移动，移动的距离可以从游 标尺上读出。
相干光源的产生用“一分为二”的方法，用单 缝取单色光，再通过双缝，单色光由滤光片获 得.Δx的测量可用测量头完成，测量头由分划 板、目镜、手轮等构成，通过测量头可清晰看 到干涉条纹，分划板上中心有刻线，以此为标 准，并根据手轮的读数可求得Δx，由于Δx较 小，可测出几条亮(或暗)条纹的间距a，则相 邻亮条纹间的距离 x a
实验方法
1．观察白光干涉现象 用白炽灯泡作光源，仪器安装调节第4步或 第5步完毕．即可看到白光干涉现象(若用测量 头观察时，游标读数调节在10mm左右)：在视 场中可以看到彩色的干涉条纹，其中央为一条 白色亮条纹，称为零级亮条纹，其余各级亮条 纹都是带彩色的。彩色的排列以零级亮条纹中 心左右对称。在第一级亮条纹中，红色在最外 侧.
n 1
仪器结构
1.灯泡 2.照明透镜 3.遮光饭 4.滤色片及片座 5.单狭缝及缝座 6.单缝管 7.拔杆 8.遮光管 9.接长管 10.测量头 11.游标尺 12.滑块 13.手轮 14.目镜 15.半圆形支架环 16.光具座
1.光源及照明系统： 包括灯泡、照明透镜、滤色片、单缝。照明 透镜用f=50mm的双凸透镜。单缝是用真空镀 铬工艺刻制在玻璃片上的。单缝安装在单缝 管的前端．单缝管上有拨杆调节机构，左右 移动拨杆，单缝可以绕光轴转动以调节单缝 与双缝平行． 2.双缝管 双缝座是一个圆形座。双缝嵌在座中心的长 方形槽孔里，双缝中心位于座的轴线上。