1、实验十四用双缝干涉实验测光的波长目标要求1.掌握由x测光的波长的原理，并能测单色光波长.2.观察单色光的双缝干涉图样，掌握测量头测量条纹间距的方法实验技能储备1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)条纹间距x与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长之间满足x.2实验过程(1)观察双缝干涉图样将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示接好光源，打开开关，使灯丝正常发光调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为510 cm.在单缝和光源间放上滤光片，观察单
2、色光的干涉条纹(2)测定单色光的波长安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，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条亮条纹用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量3数据处理(1)条纹间距x.(2)波长x.(3)计算多组数据，求的平均值4注意事项(1)安装时，注意使光源、透镜、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(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
3、依据：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；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行考点一教材原型实验例1(2019全国卷34(2)某同学利用图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x，则单色光的波长_；(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得
4、屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm，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)(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x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，可得.(3)将已知条件代入公式解得630 nm.例2我们用以下装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验：(1)在本实验中，需要利用关系式x来求解某色光的波长，其中L和d一般为已知量，所以测量x是本实验的关键，观察下面的图像，你认为在实际操作中x应选下列图中的_图(
5、填写“甲”或“乙”)更为合适？(2)在实际操作中，我们通常会通过测n条亮纹间的距离取平均值的方法来减小测量误差已知实验所用的测量头由分划板、滑块、目镜、手轮等构成，使用50分度的游标卡尺某同学在成功观察到干涉图像后，开始进行数据记录，具体操作如下：从目镜中观察干涉图像同时调节手轮，测量了第1条亮条纹与第6条亮条纹之间的距离，初末位置游标卡尺的示数如图所示，则相邻两条亮条纹的间距x_ mm.(3)若在实验当中，某同学观察到以下图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差，所以需要对仪器进行调整，使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上下面操作中
6、可行的有_A调节拨杆方向B其他不动，测量头旋转一个较小角度C其他不动，遮光筒旋转一个较小角度D将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度(4)在写实验报告时，实验要求学生将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时所观察到的初末两个视场区，你觉得_的图像存在造假现象 答案(1)甲(2)1.62(3)BC(4)甲同学解析(1)在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，则x应选甲图更为合适；(2)由题图可知，初末位置游标卡尺的示数分别为0.570 cm和1.380 cm，则相邻两条亮纹的间距x cm0.162 cm1.62 mm.(3)首先要明确各器件的作用，拨动拨杆的作用是为了使单缝和
7、双缝平行，获得清晰的干涉图样，因为已有清晰的干涉图样，所以不用调节；题中出现的问题是分划板中心刻度线与干涉条纹不平行，应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线同一方向上，故应其他不动，测量头旋转一个较小角度；或者其他不动，遮光筒旋转一个较小角度故选B、C.(4)实验中移动目镜时，分划板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图像存在造假现象考点二探索创新实验例3洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹单缝S通过平面镜成的像是S.(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干
8、涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致如果S被视为其中的一个缝，_相当于另一个“缝”；(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h0.15 mm，单缝到光屏的距离D1.2 m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则该单色光的波长_ m(结果保留1位有效数字)(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离_A将平面镜稍向上移动一些B将平面镜稍向右移动一些C将光屏稍向右移动一些D将光源由红色光改为绿色光答案(1) S(2)6107(3)AC解析(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致如果S被视为其中的一个缝
9、，S相当于另一个“缝”(2)第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则相邻亮条纹间距为x m2.53103 m，等效双缝间的距离为d2h0.30 mm3.0104 m，根据双缝干涉条纹间距x，则有 m6107 m.(3)根据双缝干涉条纹间距x可知，仅增大D，仅减小d，仅增大波长，都能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离，所以A、C正确课时精练1在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589 nm的黄光，在距双缝1 m的屏上形成干涉条纹已知双缝间距为1.68104 m，则相邻两明条纹中心间距为_ m若改用氦氖激光器作为光源，其发出的红光波长比黄光的_(选填“长”或“短”)，其他条件
10、不变，则相邻两明条纹中心间距比黄光的_(选填“大”或“小”)答案3.51103长大2(2021浙江6月选考17(2)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置实验中：(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是_(单选)A旋转测量头B增大单缝与双缝间的距离C调节拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是_(单选)A减小单缝与光源间的距离B减小单缝与双缝间的距离C增大透镜与单缝间的距离D增大双缝与测量头间的距离答案(1)C(2)D解析(1)若粗调后看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平
11、行，故选C.(2)根据x，可知要增大条纹间距，可以增大双缝到光屏的距离l或减小双缝的间距d，故选D.3在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点：A单缝和双缝必须平行放置B干涉条纹与双缝垂直C干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中，正确的是_(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为_ mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示则在这种情况下来测量干涉条纹的间距x时，测量值_(选填“大于”
12、“小于”或“等于”)实际值答案(1)AD(2)0.700(3)大于解析(1)为了获得清晰的干涉条纹，A正确；由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行，B错误；干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无关，干涉条纹的间距与光的波长有关，C错误，D正确(2)手轮的读数为0.5 mm20.00.01 mm0.700 mm.(3)条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值x实xcos ，为条纹与分划板中心刻线间的夹角，故x实x.4某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.4 mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝0.5 m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮
13、纹定为第0条亮纹，此时分划板上的游标卡尺读数如图a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，此时分划板上的游标卡尺读数如图b所示根据以上实验测得(1)分划板在图中a、b位置时游标卡尺读数分别为xa_ mm，xb_ mm；(2)该单色光的波长_ m(结果保留2位有效数字)；(3)若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将_(填“变大”“不变”或“变小”)；(4)若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将_(填“变大”“不变”或“变小”)答案(1) 11.115.6(2) 6.0107(3)变小(4)变小解析(1)分划板在题图中a、b位置时游标卡尺读数分别为xa11 mm0.1 mm111.1 mmxb15 mm0.1 mm615.6 mm(2)条纹间距x mm0.75 mm根据x，解得 m6.0107 m(3)根据x，若增大双缝的间距d，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小；(4)根据x，若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小
