光学实验双缝干涉测光的波长
实验20用双缝干涉测光的波长
实验二十三 用双缝干涉测光的波长（一）实验目的1.观察双缝干涉的干涉图样。
2.测定单色光的波长。
（二）实验原理1.光源发出的复色光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝时，单缝相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，若用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹。
2.根据x ld ∆=λ可以计算出单色光的波长。
公式中d 为双缝间距离，Δx 为相邻两条亮（或暗）纹间的距离，l 为双缝到屏之间的距离，实验中d 一般是已知的，所以测出l ，Δx 即可测出光的波长。
3.Δx 由测量头测出。
测量头由划分板、目镜、手轮等构成。
如图1所示。
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2所示），记下此时手轮上的读数a 1，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a 2，两次读数之差就是这两条条纹间的距离。
即21a a x -=∆。
Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n 条明（暗）条纹间的距离a ，再推算出相邻两条明（暗）条纹间的距离。
Δx =a /(n -1)。
（三）实验器材 双缝干涉实验仪、光具座及附件、学生电源、导线、刻度尺。
（四）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1图2（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5cm ～10cm ，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。
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a 1，将这条亮纹记作“1”；转动手轮，使分划板中心刻线移动至条纹n 的中央时，记下此时手轮上的读数a 2，则相邻两亮条纹间距112--=n a a x ∆。
实验：用双缝干涉测量光的波长
n 1
的波长。
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Δ x的测量。光波的波长很小，l、Δ x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Δ x的测定：Δ x利用测量头测量。用“累积法” 测n条亮纹间距，再求 x
a 并且采用多次测量求Δ x的 ， n 1
4 实验:用双缝干涉测量光的波长
实验目的和器材
实验原理 1．光源发出的光经滤光片后成为单色 光，单色光经过单缝后相当于线光源。 双缝到单缝的距离相等，单色光经双 缝后相当于振动情况完全相同的两个 相干光源。在光屏上可以观察到明暗 相间的干涉条纹；若不加滤光片，则 各种颜色的光都发生干涉，在屏上观
1.观察白光及单色光的双 实 缝干涉图样 验 l 2.掌握用公式 x 测 目 d 的 定单色光波长的方法并实 践操作
类型1
实验中的注意事项
【典例1】(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长” 实验中(实验装置如图):
(1)下列说法哪一个是错误的________。(填选项前的字母)
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.为了减少测量误差,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 x a
(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为____mm。
n 1
【标准解答】(1)选A。应先调节光源高度、遮光筒中心及光 屏中心后再放上单、双缝，A选项不正确。测微目镜分划板 中心刻选项正确。测微目镜移过n条亮纹，则亮条纹间
d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏
实验十四 用双缝干涉测光的波长
距变宽。 答案:暗条纹 变宽
4.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪 器按要求安装在光具座上（如图），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。
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。 某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的 干涉条纹如图甲(a)所示，图中数字是该同学给各暗纹的编 号，此时图甲(b)中游标尺上的读数x1=1.16 mm；接着再转动 手轮，映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，此时图乙(b)中游
3„明纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和
明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图乙、丙所示(游标卡尺为
10分度)，则图乙对应的读数为______m，图丙对应的读数为
______m。用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00 cm，由双缝
上标示获知双缝间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为 ______m。
在实验中，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
是________。
【标准解答】图乙对应读数为1.94×10－2 m。
图丙对应的读数为2.84×10－2 m。
根据公式 y＝ l ，得λ= y
d
0.2 10－3 （2.84 10－2－ 1.94 10－2 ） 60.00 10－2
3．测量单色光波长 (1)转动测量头上的手轮，使分划板中心刻线对齐某一条亮条 纹中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线 对齐另一条亮条纹中心，记下手轮上的读数a2。 (2)测出n条亮纹间的距离a=a2-a1，进而求出相邻两条亮条纹 间距离: y
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
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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．
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.。
实验：用双缝干涉测量光的波长 课件-高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
[解析] 实验前先取下单缝和双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝，故A项错误。
（2） 测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图2所示，其读数为________ 。
[解析] 读数为 。
3.（任务3）“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 的双缝，双缝与屏的距离为 。某同学正确操作后，在目镜中看到如图1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 条暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图2中的_____（填字母）。此时测量头的读数为 。沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第 条暗条纹中心对齐，此时测量头的标尺如图3所示，其读数是________ ，紫光的波长等于______ 。
D
420
[解析] 由干涉条纹间距 可知，换上紫色滤光片后，在其他条件不变的情况下，条纹间距变小，干涉条纹变密，分划板应该在正中央，D项中图符合题意。测量头标尺的读数为 。相邻两暗条纹的间距 ，根据 ，解得 。
4.（任务 、 ）如图1所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距 ，双缝到光屏的距离 ，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。
应用探究
[活动1].分组实验，设计好表格，做好记录。
[答案] 数据记录
第几条亮线的位置
红光
蓝光
红光的波长：____________________________________________________________。蓝光的波长：____________________________________________________________。
A
[解析] 为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此， 、 、 三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝，A项正确。
实验：用双缝干涉测量光的波长(解析版)
第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长1．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，测量头如图所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数为___________mm 。
转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮条纹的中心位置，由螺旋测微器再读出一读数。
若实验测得4条亮条纹中心间的距离Δx =0.960mm ，已知双缝间距d =1.5mm ，双缝到屏的距离L =1.00m ，则对应的光波波长为λ=___________mm 。
【答案】 1.180 4.810⨯-4【详解】[1]根据手轮的读数规则，读数为1 mm ＋18.0×0.01 mm ＝1.180 mm[2]相邻亮条纹间距0.960mm 0.320mm 3x ∆==根据公式l x dλ∆= 代入数据解得74.81m m 0 4.810m d x lλ⋅∆==⨯=⨯--4 2．某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：（1）双缝干涉实验装置如图所示：下列说法中正确的是___________。
A ．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前B ．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹C ．为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离D ．如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去（2）该同学以某种单色光做实验时，先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图所示，读数为_______mm ；转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm ，已知装置中双缝间距为0.2mm ，双缝到屏的距离是1.0m ，则测得此单色光的波光为_______m （保留两位有效数字）。
【答案】 ABD 2.331——2.334 6.0×10-7【详解】（1）[1]A ．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，选项A 正确； B ．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹，选项B 正确；C ．为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n 条亮纹中心间的距离a ，求出相邻两条亮纹间距1a x n ∆=- 选项C 错误；D ．如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去，选项D 正确。
实验15 用双缝干涉实验测量光的波长 教案
实验十五用双缝干涉实验测量光的波长1．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。
2．测量单色光的波长。
相邻两条亮条纹的中心间距Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距d及双缝与屏的距离l满足的关系式为：Δx＝ldλ。
光具座、光源、学生电源、导线、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。
如图甲所示，测量头通常有两种，但都由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会左右移动。
测量时，应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，如图乙，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。
实际测量时，要测出n个亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹间的距离Δx＝an－1。
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。
1．相邻两亮条纹间距的计算：Δx＝|a2－a1|n－1，可多测几组不同的n对应的Δx求平均值，减小误差。
2．由λ＝dlΔx计算波长。
1．测量双缝到屏的距离l存在的误差。
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)分划板的中心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。
(3)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确。
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案。
一、实验原理双缝干涉实验是测量光的波长的重要工具。
在实验中，将两个狭缝放置于光源前方，在屏幕后方观察到干涉条纹。
通过干涉条纹的间距，可以计算光的波长。
实验原理如下：图1. 双缝干涉实验原理如上图所示，光源S向双缝a和b发出平行光线，经过两个狭缝的干涉后，在屏幕上会形成亮暗相间的干涉条纹。
当两束光线在D点聚焦时，由于路程差为整数个波长，因此两束光线处于相长干涉。
这时屏幕上会出现明条纹；但当两束光线路程差为半波长，即两束光线处于相消干涉，屏幕上会出现暗条纹。
通过测量相邻亮条纹间的距离d，我们可以计算出光的波长λ：其中，D为双缝到屏幕的距离，d是相邻亮条纹的距离，x是屏幕上的偏移量。
二、实验步骤1.准备实验器材，包括光源、双缝板、屏幕、卡尺等。
2.将双缝板放置于光源前方，调整双缝板至与光源垂直，使光线能够通过狭缝板。
3.将屏幕放置于双缝板后方，与狭缝板垂直，调整屏幕与双缝板的距离，确保显示出清晰的干涉条纹。
4.调整光源亮度和角度，以确保干涉条纹清晰可见。
5.通过卡尺测量相邻亮条纹的距离d，并计算出光的波长λ。
三、物理教案1.实验目的通过双缝干涉实验，掌握测量光的波长的方法，加深对波动光学理论的理解。
2.实验器材光源、双缝板、屏幕、卡尺。
3.实验原理实验原理与实验步骤相同，此处不再赘述。
4.实验步骤实验步骤与上述相同。
5.实验数据通过卡尺测量距离d，如下表所示：| 相邻亮条纹距离d/cm | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 || ------------------ | - | - | - | - | - || d | | | | | |6.实验结果通过上表计算，求得光的波长λ为_________。
7.实验总结通过实验，我们了解了双缝干涉实验的原理和测量光的波长的方法。
同时还掌握了科学实验的基本操作技能，提高了我们的动手实践能力。
13.3实验：用双缝干涉测量光的波长
第4条 时读数
②游标尺的读数 ：
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 a
n 1
再由 x l
d
得 ad
(n 1)l
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。
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？
r2-r1=dsinθ
当两列波的路程差为波长的
M
整数倍，即 dx k
l
（k=0,1,2…)时才会出现亮条
纹，亮条纹位置为：
x
Байду номын сангаасk
l
d
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
（D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将 呈现间距不等的条纹
解析：白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错 用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑 条纹）相间，B对； 红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错； 紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹, 即间距不等的条纹，D对。
纹示数为x2。由以上数据可求得该光的波长表
d ( x2 x1 )
达式λ= L( n 1 ) （用给出的
35 30
字母符号表示）。
0 25 mm 20
练习2、2008年高考物理上海卷 12 12．在杨氏双缝干涉实验中，如果（ B D ） （A）用白光作为光源, 屏上将呈现黑白相间的条纹 （B）用红光作为光源, 屏上将呈现红黑相间的条纹 （C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝， 屏上将呈现彩色条纹
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2 实验-双缝干涉测光的波长
[实验目的]
1、观察双缝干涉的干涉图样
2、测定单色光的波长
[实验原理]
如图1所示，电灯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 相当于一单
色光源，衍射光波同时到达双缝S 1和S 2之后，再次发生衍射，S 1、S 2双缝相当于二个步调完全一致的单色相干光源，透过S 1、S 2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，到S 1、S 2距离之差是波长整数倍的位置上，（如P 1、P 2：P 1S 2－P 1S 1＝λ P 2S 2－P 2S 1＝2λ）两列光叠加后加强得到明条纹，在到S 1、S 2的距离差为半波长的奇数倍的位置上，两列光相遇后相互抵消，出现暗条纹，这样就在屏上得到了平行于双缝S 1、S 2的明暗相间的干涉条纹。
相邻两条明条纹间的距离Δx ，与入射光的波长λ，双缝S 1、S 2间距离d 及双缝与屏的距离L 有关，其关系式为：λd
L x =∆，由此，只要测出Δx 、d 、L 即可测出波长λ，若光源与单缝间不加滤光片，则光源所发出的各种色光在屏上都分别发生叠加而出现明暗相间找条纹，但各种色光的波长不同，从而两相邻明条纹间的距离就不同，但是各色光在屏上S 1、S 2等距离的位置O 处均出现明条纹，即明条纹在此重合。
从而此处的条纹颜色为白色，但在其它位置上各色光的明条纹并不重合。
从而，显现出彩色条纹。
两条相邻明（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。
转动手轮，分划板会在左右移动。
测量时，应使分划板中心刻度
对齐条纹的中心（如图3所示）记下此时手轮上的读数a 1，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明条纹中心时，记下手轮上的刻度线a 2，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离。
即21a a x -=∆。
Δx 很小，直接测量时相对误差较大。
通常测出n 条明条纹间的距离a ，再推算相邻两
条明（暗）条纹间的距离。
Δx ＝a/(n-1)
相邻两条亮(暗)条纹之间的距离X ∆；用测量头测出a 1、a 2(用积累法)测出n 条亮(暗)
条纹之间的距离a , 求出1-n a a X 1
2-=∆
双缝干涉: 条件f 相同，相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致) 当其反相时又如何?
亮条纹位置: ΔS ＝n λ；
暗条纹位置: λ2
1)(2n S +=
∆（n ＝0,1,2,3,、、、）； 条纹间距 ：1)-L(n da L x d 1-n a d L X =∆=⇒==∆λλ (ΔS :路程差(光程差)；d 两条狭缝间的距离；L ：挡板与屏间的距离) 测出n 条亮条纹间的距离a
[实验器材]
双缝干涉仪即：光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺
[实验步骤]
1、观察双缝干涉图样
⑴将光源、单缝、遮光管、毛玻璃屏依次安放在光具座
上。
如图4所示。
⑵接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。
⑶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。
⑷安装双缝，使双缝与单缝平行，二者间距约为5～10cm。
⑸放上单缝，观察白光的干涉条纹。
⑹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
⑴安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。
⑵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之差即为n条亮纹的间距。
⑶用刻度尺测量双缝到光屏间距L（d是已知的）。
⑷重复测量、计算，求出波长的平均值。
⑸换用不同的滤光片，重复实验。
[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
4、光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。
5、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，干涉条纹不清晰一般主要原因是单缝与双缝不平行所致。
[例题]
1、某位同学在测定光波的波长实验中，透过测量头的目镜观察双缝干涉图样时，发现，只在工左侧视野中有明暗相间的条纹出现，而右侧没有，应如调节？
【解析】这是由于测量头目镜偏离遮光筒轴线所致，可以转动测量头上的手轮，使测量头向左移动，直到在目镜中看到明暗条纹布满视野为止。
2、若上题中，看不到明暗条纹，只看到一片亮区，应注意如何调节？
【解析】这是由于单缝与双缝不平行所致，可用遮光筒上的调节杆拨动单缝，直到看到清晰的明暗条纹为止。
3、在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距d=0.2mm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=700mm。
然后，接通电源使光源正常工作。
①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。
某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图2（a ）所示，图2（a ）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2（b ）中游标尺上的读数x 1=1.16mm ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3（a ）所示，此时图3（b ）中游标尺上的读数x 2= ；
②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离x = mm ；这种色光的波长λ= nm 。
【解析】①15.02 ②2.31 6.6×102
4. 如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为
5.30×7
10-m,屏上P 点距双缝1s 和2s 的路程差为
7.95×710-m.则在这里出现的应是 （选填“明条纹”或“暗条纹”）。
现改用波长为6.30×710-m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。
暗条纹；变宽。
解析：
7.95 1.55.30=，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。
I x d
λ∆=，λ变大，x ∆变大，变宽。