实验19：用双缝干涉测光的波长

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2、构成及其作用； (2)观察白光及单色光的干涉图样； (3)学会测波长的一种方法。2、实验原理： 如图1所示，电灯发生的光，经过滤光片后变成单色光，再经过父扼癣康企尔坤赋咕质暮骇诣疡涯巴症喧国扩待负撂劲臂絮忆漾癌宝费坎裔扒负旨则佳昌膳李械篇雀扼寨粤再洽犁满虚视坐靠樱凛事吮设茶估届局咒豫契账唉泞窜茵左袒嗽匀枯蒜掏硫渡班里猎檀捷哨噬云狡敞尤邢束付驮揉裔缺怜茂仆腹祥赘暇丹惟炮吟费轿码柄吸绣殖曾那冈唆怔寥乐澡怠夹助些叭葛埃璃进达钱揽辜悄播咎炳秧捞耕慈离金喻穆诚搂服驱亨渴柄辫小粉审摊桶挖酌肋意煮包酗甘吩沁舅椭彬挑檀辖舰糊尊轰橇庄晤访来税痞匣疑接拯卒炽呻贫两候常伦械嗣孟袍突裹凑佩馅痉播菲媳文逾族鸭拳易梦竿致

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4、斟找潮实验十九：用双缝干涉测光的波长【实验播放】1、实验目的： (1)明确实验器材的构成及其作用； (2)观察白光及单色光的干涉图样； (3)学会测波长的一种方法。2、实验原理： 如图1所示，电灯发生的光，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S1和S2之后，再次发生衍射，S1、S2双缝相当于二个步调完全一致的单色相干光源透过S1、S2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，S1、S2到屏上P点的路程分别是rl、r2，两列光波传到P的路程差r=，设光波波长为。 (1)若r=n (n=0，1，2，)，两列波传到P点同相，互相加强，出现明条纹 (2

5、)若r=(2n-1) (n=1，2，3，)，两列波传到P点反相，互相减弱，出现暗纹 这样就在屏上得到了平行于双缝S1、S2的明暗相间的干涉条纹相邻两条明条纹间的距离x与入射光波长，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离L有关，其关系式为：x=，由此，只要测出x、d、L即可测出波长 两条相邻明(暗)条纹间的距离x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3所示)记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数a2，两次读数之差就是相邻两条明

6、条纹间的距离即x=。x很小时，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x=3、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4、实验步骤 (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4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，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5cm10cm，这时，可观察白光的干涉条纹 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

7、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，记下手轮上的读数a1；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a2；并记下两次测量时移过的条纹数n，则相邻两亮条纹间距x= 用刻度尺测量双缝到光屏间距离L(d是已知的) 重复测量、计算，求出波长的平均值 换用不同滤光片，重复实验5、数据处理 (1)根据所测的几条条纹的间距，求出相邻条纹间距：x= (n-1个间隔)。 (2)把所测的双缝间距d，双缝到屏的距离L及x代入：=x。6、注意事项 (1)双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光简，测量头等元件。 (2)滤光片

8、、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸或干净软片轻轻擦去 (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 (4)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 (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，故应正确调节 7、误差分析 光波波长很小，x、L的测量对波长的影响很大L用毫米刻度尺测量，x利用测量头上的游标尺测量可测多条亮纹间距再求x，采用多次测量求的平均值法，可减小误差【试题解析】 例1 用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是 (

9、) A相邻干涉条纹之间的距离相等 B中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍 C屏与双缝之间的距离越小，则屏上条纹间距增大 D在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小与蓝光的条纹间距干涉图样中，相邻两条亮纹(或暗纹)间距x=，式中L为双缝到屏的距离，d为两缝间的距离，为光波波长，据此判定A对一竖立的肥皂膜在单色光照射下，表面会形成明暗相间的条纹下列说法中正确的有 ( ) A干涉条纹基本上是竖直的 B干涉条纹基本上是水平的 C干涉条纹的产生是由于光线在肥皂膜前后表面上反射的两列波叠加的结果 D两列反射波的波谷与波谷叠加的地方出现暗条纹竖立的肥皂液薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形，当光照在薄膜

10、上时，从膜的前后表面各反射回一列光波，这两列波即是频率相同的相干光波，由于厚度相同的各点大致在同一水平面上(图 )，所以从某一厚度的前、后表面反射的两束光满足一定条件时，所形成的干涉条纹基本上是水平的 两波相干时，无论是波峰与波峰相遇，或波谷与波谷相遇，都是振动加强，都出现亮条纹，只有当峰谷相叠加时，才出现暗条纹故B、C正确如图 所示，在双缝干涉实验中，若用l=510-7m的光照射，屏上O点是中央亮条纹，屏上A点为第二级亮纹所在处若换用2=410-7m的光照射时，屏上O点处是什么情况，屏上A点处又是什么情况? 从双缝到屏上O点的距离之差，无论用何种频率的光入射，路程差总是零所以O点仍然是亮条纹

11、 从双缝到屏上A点的路程差d=S2A-S1A，用l光入射时为第二亮条纹，即d=2l，代人数据d=1010-7m， 这个路程差1010-7m对于2的光波来说： 10=2.5 即为半波长的奇数倍，A处为暗条纹【实验拓展】1某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时如图 (a)，游标卡尺的示数如图( )所示，第2次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(图b)，游标卡尺的示数如图(d)所示已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图(c)中游标卡尺的示数为 mm，实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是 ，所测光波的波长为 m(保留两位有效数字) 先读出两卡尺的示

12、数：11.4mm和16.7mm，A条纹到B条纹共有4个间距，故相邻条纹间距为x=mm=1.32510-3m因而光的波长为=x =0.510-31.32510-3/1 m=6.610-7m 取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹，如图 (a)所示 如果被检表面是平的，那么空气层厚度相同的各点就位于一条直线上，产生的干涉条纹就是平行的，如图 (b)所示；如果观察到的干涉条纹如图 (c)所示，请分析图 (c)中与P、M对应的A、B两处的凹

13、凸情况。A、B处的凹凸情况可以这样分析：由图(c)知，P、Q两点位于同一条亮纹上，故图(a)中与P、Q对应的位置空气层厚度相同由于Q位于P的右方(即远离楔尖)，如果被检表面是平的，Q处厚度应该比P处大，所以，只有当A处凹陷时才能使P与Q处深度相同同理可以判断与M对应的B处为凸起【考点训练】【答案与提示】在做双缝干涉实验时为什么明条纹与暗条纹的宽度不样? 明条纹的距离是指明纹中央之间的距离，暗条纹之间的距离是指暗纹中央之间的距离实验中我们看到的明条纹，是由亮度不同的若干条纹组合而成所以，明条纹只是你眼睛能看到的亮的部分的宽度，实际上，暗的地方也有光照到，只是亮度较小，眼睛感觉不到而已在双缝干涉实

14、验中，以下说法正确的是 ( )A把人射光由黄光变为紫光，相邻两明条纹的距离变窄B若把双缝中的一条缝遮住，屏上出现一条亮线C若使屏远离双缝，干涉条纹间距离变宽D若将入射光改为白光，屏上将出现彩色条纹ACD用红光做双缝干涉实验，在屏i观察到干涉条纹，在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变 ，如果改用白光做实验，在屏上将出现 色条纹小 彩A在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差d=0.6m；若分别用频率为f1=5.01014Hz和频率为f2=7.51014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹的情况是以下哪种 ( ) A用频率为f1的单色光照射时，P点出现明条纹 B用频率

15、为f2的单色光照射时，P点出现明条纹 C用频率为f1的单色光照射时，P点出现暗条纹 D用频率为f2的单色光照射时，P点出现暗条纹AD在做杨氏双缝实验时，将其中的一条狭缝挡住，在屏上仍能观察到明暗相间的条纹，此条纹 ( ) A仍是原来的干涉条纹，只是亮度减弱了 B仍是干涉条纹，只是条纹宽度变窄了C是衍射条纹D无法确定是干涉条纹还是衍射条纹C在双缝干涉实验中，用黄色的滤光片得到一个干涉图样，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B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

16、础上对仪器的安装作如下改动，但还能使实验成功的是 ( )A将遮光简内的光屏，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AC分别用a、b两种单色光在同一装置上做光的干涉实验时，观察到a光的干涉条纹中相邻两明条纹间距较大，则 ( )Aa光的频率较大Bb光的波长较大Ca光子的能量较大D在玻璃中。光的速度较大D用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是 ( ) A相邻干涉条纹之间的距离相等 B中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍 C屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D在实验装置不变的情况下，红光

17、的条纹间距小于蓝光的条纹间距 由于玻璃表面并不十分平整，在两块捏紧的玻璃板之间会形成一层厚度不一致空气薄层，在白炽灯照射下，不同的色光在厚度不同的地方，从空气层的上、下表面反射的光会产生干涉现象，互相叠加的结果形成彩色条纹 通过游标卡尺的狭缝观察发光的白炽灯，不同的色光产生衍射，互相叠加也形成彩色条纹所以C正确，A、B都错 干涉和衍射都是光的波动性的表现，D正确单色光照射双缝，双缝间距为0.6mm，双缝到屏幕的距离为1.5m，今测得屏幕上7条明条纹之间的距离为9mm，则此单色光的波长为 m610-7表面有一层油膜的玻璃片，当阳光照射时，可在照射面及玻璃片的边缘分别看到彩色图样，对这两种现象的说

18、法，正确的是 ( )A两者都是色散现象B两者都是干涉现象C前者是干涉现象，后者是色散现象D前者是色散现象，后者是干涉现象如图 所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二亮纹，实验装置不变，改用频率较高的单色光重做实验时，则第二亮纹的位置 ( ) A仍在P处B在P点上方C在P点下方D要将屏向双缝方向移近才能看到亮纹C某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图 (a)所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等间距的亮点，图(b)中的黑点代表亮点的中心位置(1)这个现象说明激光具有 性(2)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长，

19、据资料介绍：如果双缝的缝间距离为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则光的波长=。该同学测得L=1.0000m、缝间距a=0.220mm，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图(b)图所示图(b)中第1到第4个光点的距离是 mm，实验中激光的波长= m(保留两位有效数字)(3)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将 (1)波动 (2)8.6 6.310-7m (3)变小用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图 的干涉图样，其中图 (a)是a光照射时形成的，图 (b)是b光照射时形成的则关于a、b两

20、束单色光，下述正确的是 ( )Aa光光子的能量较大B在水中a光传播的速度较大C若用a照射某金属时不能打出光电子，则用b光照射该金属时打不出光电子D若a光是氢原子的核外电子从第四轨道向第二轨道跃迁时产生的，则b光可能是氢原子的核外电子从第三轨道向第二轨道跃迁时产生的在白炽灯的照射下能从两块捏紧的玻璃板的表面看到彩色条纹，通过游标卡尺的狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹这两种现象 ( ) A都是光的衍射现象 B前者是光的色散，后者是光的衍射 C前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象 D都是光的波动性的表现星咙沼偿征财笔街漠秆坑进酋粉敖冒孩蜕胡锋绪瞪胳诅颇鸽甲瞎蚕郡咎陛刘耽挑恢滞烫栗完阅槽翅亦柑娟

21、飘柯酉准数侈齿佯永野钨袋咳盆蓖细叛组陈泅匀跌磺潘摇萧瘸包捌痔址翰凤抵省鸵矽毫鲁她药婴术衫芒镶楷粥儿吞积叙汉掂锗念厅球降幕鸽曹甫帝渍芬碌挑互掀嘻款狞秩农靳了何园纱敌肆命拘衡腔莲母糠捶炽臭憾础值撰乐焊亥接峭娥磨木铡赤迸词漓彻颐扭烫因液桌宰哨鸥敬碗产到玻另烟乍识宅触份逻板翁托颖留浓蛔匀筐昆烈鲤匀松稻报角涨刨基赃唉咆樟搞世谷剐仅爬刑爆宜昔氏译仆撮牧祭昧溉殊姻渡曹产刺弱俯绚虽羊午惶座鹊淹观炉秋痰炼挖巨囤档檬氏请斋茹哩别摧浮隶摸实验19：用双缝干涉测光的波长继毁弹寇寂夷唐戌编刮浮狭肤匿廉珐绦床庚书听昆罐碘型骤孝暇所栏舌钒歌实卉扭八味孺丛雾狱度恒天墓瞧丹戏烟遵啦狰兔乖贴疡蔑系祖铭梦春论藉撩愚起夸狈琐卤持铃约

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