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1、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 得，波长 。已知双dLxxLd缝间距d，再测出双缝到屏的距离 L 和条纹间距 x，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
2、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 x.5.利用表达式 ,求单色光的波长.xLd6.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 510cm.2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的中心在光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏图实 18-1J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
3、间的距离 .1nax(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，光具座上放置的光学元件依次为光源、_、_、_、遮光筒、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
4、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。滤光片、单缝、双缝。第（2）问则在教材的基础上有所深化。滤光片是为了产生单色光，图实 18-3 图实 18-4图实 18-2J单缝是为了产生相同频率的光射向双缝，双缝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 101 = 9 个条纹间距，所以条纹间距是 第（4）考本实验的原理(
5、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
6、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 x 1和 x 2,则( )A. x 1x 2C.若双缝间距离 d 减小,而其他条件保持不变,则 x 1增大D. 若双缝间距离 d 减小,而其他条件保持不变,则 x 1不变mmmxLd 7103.5106.903. mx60.9.1J6双缝干涉实验装置如图实 18-5 所示
7、，红光通过单缝 S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝 S1和 S2与单缝 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 S1、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.
8、换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄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） 。 04045350mm图实 18-7屏PP1S1S2S图实 18-5白炽灯 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏图实 18
9、-6J9.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 = 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。将白
10、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。本实验的步骤有：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；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；用米尺测量双缝到屏的距离；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。在操作步骤时还应注意_和_。将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹单缝 双缝 遮光筒 屏光源 滤光片图实 18-8遮光筒图 1图 2035 30104035图 3图实 18-9J定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图 2 所示。然后同方
11、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 x 为_mm。已知双缝间距 d 为 2.010-4m，测得双缝到屏的距离 l 为0.700m，由计算式 =_，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 ， 7106.9.单缝屏；双缝屏；单缝屏；双缝屏；594.0。10E D B 单缝和双缝间距 5cm10cm，使单缝与双缝相互平行 13.870 2.310 ，6.610 2 （5） B xldJJ
