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1、4 实验：用双缝干涉测量光的波长,1了解双缝干涉测量光的波长的实验原理 2观察白光及单色光的干涉图样 3能够利用双缝干涉实验测量单色光的波长.,实验原理：利用公式x_x指_ _，l指_，d指_ 实验装置(如图133、41所示),暗条纹间距离,双缝离屏距离,双缝间距离,相邻明条纹或相邻,图133、41,用双缝干涉测量光的波长 实验目的：(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样 (2)测定单色光的波长,实验目的：(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样 (2)测定单色光的波长 实验原理：(1)光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的
2、干涉条纹如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹,用双缝干涉测波长,实验器材：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、学生电源、导线、刻度尺 (1)观察双缝干涉图样 将光源、遮光筒、毛玻璃光屏依次安放在光具座上，如图133、44所示.,实验过程,图133、44,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轴线到达光屏 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510 cm，这时可观察到白光的干涉条纹 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,安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹,图1
3、33、45,用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的) 重复测量、计算，求出波长的平均值. 换用不同的滤光片，重复实验 (3)数据处理,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 (4)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x的测量光波的波长很小，l、x的测量对波长的影响很大 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 条纹间距x的测定,(5)注意事项 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 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 光源使用线状
4、长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近 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系,做一做(教材P55) 点拨 用刀刃刻上的细缝成为双缝，用它观察白炽灯的灯丝时，灯发出的白光由七种不同的光组成，七色光各自干涉条纹间距不同，在屏上的单色光加强的位置不同，于是就看到了彩色条纹；距灯越近通过缝的光的能量越大，条纹越清晰,教材资料分析,在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时
5、 ( ) A只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉 条纹消失 B红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹 依然存在,【典例1】,光发生干涉的条件,C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D屏上无任何光亮 解析 两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有红光和绿光的衍射图样 答案 C 借题发挥 明确两列光波发生干涉的条件，知道不同色光的频率不同，是对此类问题做出正确判断的关键，该知识点必须记住.,两盏
6、普通白炽灯发出的光相遇时，观察不到干涉条纹，这是因为 ( ) A两盏灯亮度不同 B灯光的波长太短 C两盏灯灯光的振动情况不同 D电灯发出的光不稳定 解析 答案 C,【变式1】,如图133、46所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 mm的紫光源照射单缝，则 ( ),明、暗条纹的判断,【典例2】,图133、46,AP和P1仍为亮点 BP为亮点，P1为暗点 CP为暗点，P1为亮点 DP、P1均为暗点 解析 从单缝S射出的光波被S1、S2两缝
7、分成两束相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零，因此是亮条纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P点都是中央亮条纹中心而分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1P1S2|600 nm橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹当换用波长为400 nm的紫光时，|P1S1P1S2|600 nm,答案 B 借题发挥 判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值，要记住光程差等于波长整数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处为暗条纹，
8、还要注意这一结论成立的条件是：两个光源情况完全相同,如图133、47所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1r2|应为 ( ) 答案 D,【变式2】,图133、47,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133、48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 (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.,【典例3】,用双缝干涉测光的波长,图133、48,(2)本实验的步骤有： 取下遮光
9、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_ _.,(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图133、49甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图133、49乙中手轮上的示数_ mm，求得相邻亮纹的间距x为_ mm.,图133、49,(4)已知双缝间距d为2.0104 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由
10、计算式_，求得所测红光波长为_ nm. 解析 (1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列顺序为：C、E、D、B、A. (2)在操作步骤时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为510 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上,答案 (1)E、D、B (2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为510 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上,利用图133、410中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法： A将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B将滤光片
11、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 E去掉滤光片后，干涉现象消失 其中正确的是_,【变式3】,图133、410,答案 ABD,(2013潍坊高二检测)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133、411甲所示，并选用缝间距d0.2 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L700 mm.然后，接通电源使光源正常工作,用双缝干涉测光的波长,3,甲,(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50个分度某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图133、411乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游,乙 丙,图133、411,标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图133、411丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2_ mm； (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_ nm.,答案 (1)15.02 (2)2.31 6.6102,
