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1、第十三章,4 实验：用双缝干涉测量光的波长,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1.实验原理 由公式x 可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；只要测出双缝到屏的距离l及相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)的中心间距x， 即可由公式 计算出入射光的波长，而测量 是本实验的关键. 2.实验装置如图1所示,图1,x,3.测量头的构造及使用 如图2甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，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亮(或暗)条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移至另一条亮(或暗)条纹中央，记下此时手轮的读数a2；并
2、记下两次测量的亮(或暗)条纹数n，则相邻两条亮(或暗)条纹间距x .,图2,4.实验步骤 (1)按如图1所示安装仪器. (2)将光源中心、单缝中心、双缝中心都调节在遮光筒的 . (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
3、划板中心刻线的条纹数n.,中心轴线上,(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x 算出条纹间距，然后利用公式 x，求出此单色光的波长(d、 l仪器中都已给出). 5.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x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x .,题型探究,例1 用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件： A.白炽灯 B.单缝 C.光屏 D.双缝 E.滤光片 (1)把以上元件
4、安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A_(A已写好).,一、实验器材的使用,EBDC,解析 双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为白炽灯、滤光片、单缝、双缝、光屏，或把它们全部倒过来，因本题第一项已给出，故答案是唯一的.,解析,答案,(2)正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮条纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮条纹间的距离为b，则一定有_大于_.,a b,解析 由x 知，波长越长，条纹越宽，相邻条纹间距越大，可得出a一定大于b.,解析,答案,二、实验：用双缝干涉测量光的波长,例2 (2016台州路桥中学高二上学期月考)如图3所示，某
5、同学在利用双缝干涉测定单色光波长时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图a)，游标卡尺的示数如图b所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图c)，游标卡尺的示数如图d所示，已知双缝间 距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m， 则图b中游标卡尺的示数为_mm，图d 中游标卡尺的示数为_mm，由此可得相 邻两亮条纹的间距x_mm；所测单色 光的波长为_m.,图3,11.5,16.7,1.3,6.5107,解析,答案,解析 游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数； 10分度精确度0.1 mm，图b中游标尺第5刻线与主尺刻线对齐，故读数为11 mm0.1 mm511.5 mm； 图d中
6、游标尺第7刻线与主尺刻线对齐，故读数为16 mm0.1 mm716.7 mm；,根据双缝干涉的条纹间距公式x，,例3 (2016衢州高二检测)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D、透红光的滤光片E等光学元件，把它们组装成如图4甲所示的双缝干涉装置，用以测量红光的波长. (1)本实验的步骤有： 调节单缝与双缝的间距为510 cm， 并使单缝与双缝相互平行； 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；,图4,取下遮光筒右侧的元件，打开光源，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； 用米尺测出双缝到屏的距离；用测量头(读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条
7、纹间的距离； 将测得的数据代入公式求出红光的波长. 以上步骤合理的顺序是_.(只填步骤代号),答案,解析,解析 根据实验步骤，排列顺序应为.,(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后同方向转动测量头，使分划板的中心刻线与第5条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示.则图乙中手轮上的示数是_mm；图丙中手轮上的示数是_mm.,答案,解析,5.880,解析 图乙中的固定刻度读数为1 mm，可动刻度读数为0.0113.0 mm0.130 mm，则最终读数为1.130 mm.图丙中的固定刻度读数为5.5 mm，可动刻度读数为0
8、.0138.0 mm0.380 mm，则最终读数为5.880 mm.,1.130,(3)已知双缝到屏的距离为0.500 m，使用的双缝间距为2.8104 m，由此可求得所测红光波长为_m(结果保留三位有效数字).,答案,解析,6.65107,达标检测,1.如图5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.,1,2,答案,图5,解析,解析 利用x 公式，光源由红光换成紫光时，变小，相应x也变小，应选C；双缝距离d减小时，x变大，,1,2,(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
9、最合适.,1,2,答案,解析 应选D；双缝到屏的距离l变小，得到的图样的x变小，,解析,(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.,1,2,答案,解析,解析 应选C；将装置从空气移入水中时，波长减小，x也减小，,(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.,1,2,答案,解析,解析 应选C.,2.如图6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 A.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,解析,1,2,答案,图6,对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)_.,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x 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.,1,2,
