實(shí) 驗(yàn) 十 五 用 雙 縫 干 涉 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) 實(shí) 驗(yàn) 準(zhǔn) 備 實(shí) 驗(yàn) 目 的1 了 解 光 波 產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 的 干 涉 現(xiàn) 象 的 條 件 2 觀 察 白 光 和 單 色 光 的 雙 縫 干 涉 圖 樣 3 測(cè) 定 單 色 光 的 波 長(zhǎng) 實(shí) 驗(yàn) 原 理圖S15-1 實(shí) 驗(yàn) 器 材雙 縫 干 涉 儀 (由 光 具 座 、 光 源 、 濾 光 片 、 單 縫 、 雙 縫 、 遮 光筒 、 毛 玻 璃 屏 、 測(cè) 量 頭 組 成 )， 學(xué) 生 電 源 、 導(dǎo) 線 、 刻 度 尺 實(shí) 驗(yàn) 過 程 實(shí) 驗(yàn) 步 驟1 觀 察 干 涉 條 紋遮 光 筒 毛 玻 璃 屏(1)將 光 源 、 _、 _依 次 安 放 在 光 具 座 上 ， 如圖 S15-2 所 示 圖S15-2(2)接 好 光 源 ， 打 開 開 關(guān) ， 使 燈 絲 正 常 發(fā) 光 (3)調(diào) 節(jié) 各 器 件 的 高 度 ， 使 光 源 發(fā) 出 的 光 能 沿 _到 達(dá)光 屏 軸 線雙 縫 單 縫軸 線 平 行(4)安 裝 _ 和 _ ， 中 心 大 致 位 于 遮 光 筒 的_上 ， 使 雙 縫 與 單 縫 的 縫 _， 二 者 間 距 約 5 10 cm，這 時(shí) ， 可 觀 察 白 光 的 干 涉 條 紋 濾 光 片毛 玻 璃 屏(5)在 單 縫 和 光 源 間 放 上 _(6)用 刻 度 尺 測(cè) 量 雙 縫 到 _的 距 離 L(d 是 已 知 的 )(7)重 復(fù) 測(cè) 量 2 測(cè) 定 單 色 光 的 波 長(zhǎng) 干 涉 手 輪 上1(1)安 裝 測(cè) 量 頭 ， 調(diào) 節(jié) 至 可 清 晰 觀 察 到 _條 紋 (2)使 分 劃 板 _對(duì) 齊 某 條 亮 條 紋 的 中 央 ， 記 下 _的 讀 數(shù) a1， 將 該 條 紋 記 為 第 _條 亮 紋 ； 轉(zhuǎn) 動(dòng) 手 輪 ， 使 分劃 板 中 心 刻 線 移 動(dòng) 至 另 一 亮 條 紋 的 _， 記 下 此 時(shí) 手 輪 上的 讀 數(shù) a2， 將 該 條 紋 記 為 第 _條 亮 紋 中 央n中 心 刻 線 數(shù) 據(jù) 處 理(1)條 紋 間 距 x _.觀 察 單 色 光 的 干 涉 條 紋 (2)波 長(zhǎng) _.(3)計(jì) 算 多 組 數(shù) 據(jù) ， 求 的 平 均 值 實(shí) 驗(yàn) 分 析 誤 差 分 析(1)雙 縫 到 屏 的 距 離 l 的 測(cè) 量 存 在 誤 差 (2)測(cè) 條 紋 間 距 x 帶 來 的 誤 差 . 干 涉 條 紋 沒 有 調(diào) 整 到 最 清 晰 的 程 度 . 誤 認(rèn) 為 x 為 亮 (暗 )條 紋 的 寬 度 . 分 劃 板 刻 線 與 干 涉 條 紋 不 平 行 ， 中 心 刻 線 沒 有 恰 好 位 于條 紋 中 心 測(cè) 量 多 條 亮 條 紋 間 的 距 離 時(shí) 讀 數(shù) 不 準(zhǔn) 確 ， 此 間 距 中 的 條紋 數(shù) 未 數(shù) 清 【 基 礎(chǔ) 檢 測(cè) 】(2015 年湖北八校聯(lián)考)在 “ 用 雙 縫 干 涉 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) ” 的 實(shí)驗(yàn) 中 ， 請(qǐng) 按 照 題 目 要 求 回 答 下 列 問 題 (1)如 圖 S15-3 中 甲 、 乙 兩 圖 所 示 都 是 光 的 條 紋 形 狀 示 意 圖 ，其 中 干 涉 圖 樣 是 _圖S15-3甲 (2)將 下 表 中 的 光 學(xué) 元 件 放 在 圖 S15-3 丙 所 示 的 光 具 座 上 組裝 成 用 雙 縫 干 涉 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) 的 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 ， 并 用 此 裝 置 測(cè) 量 紅 光的 波 長(zhǎng) 將 白 光 光 源 C 放 在 光 具 座 最 左 端 ， 依 次 放 置 其 他 光 學(xué) 元 件 ，由 左 至 右 ， 表 示 各 光 學(xué) 元 件 的 排 列 順 序 應(yīng) 為 _.(填 寫 元元 件 代 號(hào) A B C D E元 件 名 稱 光 屏 雙 縫 白 光 光 源 單 縫 透 紅 光 的 濾 光 片件 代 號(hào) ) CEDBA (3)已 知 該 裝 置 中 雙 縫 間 距 d 0.50 mm， 雙 縫 到 光 屏 的 距 離L 0.50 m， 在 光 屏 上 得 到 的 干 涉 圖 樣 如 圖 S15-4 甲 所 示 ， 分 劃板 在 圖 中 A位 置 時(shí) 游 標(biāo) 卡 尺 如 圖 乙 所 示 ， 則 其 示 數(shù) 為 _mm；在 B 位 置 時(shí) 游 標(biāo) 卡 尺 如 圖 丙 所 示 由 以 上 所 測(cè) 數(shù) 據(jù) 可 以 得 出 形成 此 干 涉 圖 樣 的 單 色 光 的 波 長(zhǎng) 為 _m. 111.106.4 10 7圖S15-4 考 點(diǎn) 1 實(shí) 驗(yàn) 操 作 及 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 分 析 重 點(diǎn) 歸 納1 保 證 燈 絲 、 單 縫 、 雙 縫 、 測(cè) 量 頭 與 遮 光 筒 共 軸 2 保 持 單 縫 和 雙 縫 平 行 典 例 剖 析例 1： 現(xiàn) 有 毛 玻 璃 屏 A、 雙 縫 B、 白 光 光 源 C、 單 縫 D 和透 紅 光 的 濾 光 片 E 等 光 學(xué) 元 件 ， 要 把 它 們 放 在 如 圖 S15-5 所 示的 光 具 座 上 組 裝 成 雙 縫 干 涉 裝 置 ， 用 以 測(cè) 量 紅 光 的 波 長(zhǎng) 圖S15-5 (1)將 白 光 光 源 C 放 在 光 具 座 最 左 端 ， 依 次 放 置 其 他 光 學(xué) 元件 ， 由 左 至 右 ， 表 示 各 光 學(xué) 元 件 的 字 母 排 列 順 序 應(yīng) 為 C 、 _、_、 _、 A.(2)本 實(shí) 驗(yàn) 的 步 驟 有 ： 取 下 遮 光 筒 左 側(cè) 的 元 件 ， 調(diào) 節(jié) 光 源 高 度 ， 使 光 束 能 沿 遮光 筒 的 軸 線 把 屏 照 亮 按 合 理 的 順 序 在 光 具 座 上 放 置 各 光 學(xué) 元 件 ， 并 使 各 元 件的 中 心 位 于 遮 光 筒 的 軸 線 上 用 刻 度 尺 測(cè) 量 雙 縫 到 屏 的 距 離 用 測(cè) 量 頭 (其 讀 數(shù) 方 法 同 螺 旋 測(cè) 微 器 )測(cè) 量 數(shù) 條 亮 紋 間 的距 離 在 操 作 步 驟 時(shí) 還 應(yīng) 注 意 _和 _ 解 析 ： (1)濾光片E 可以從白光中選出單色紅光，單縫D是獲取線光源，雙縫B 是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上所以排列順序?yàn)椋篊、E、D、B、A.(2)在操作步驟時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上答 案 ： (1)E D B 單 縫 和 雙 縫 間 距 離(2)旋 轉(zhuǎn) 單 縫 、 雙 縫 時(shí) ， 必 須 使 縫 平 行要 適 當(dāng) 【 考 點(diǎn) 練 透 】1 (2015 年山西太原模擬)(1)如 圖 S15-6 所 示 ， 在 “ 用 雙縫 干 涉 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) ” 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 光 具 座 上 放 置 的 光 學(xué) 元 件 依 次 為 光 源 、 _、 _、 _、 遮 光 筒 、 光 屏 對(duì) 于 某 種 單 色 光 ， 為 增 加 相 鄰 亮 紋 (暗 紋 )間 的 距 離 ，可 采 取 _或 _的 方 法 圖S15-6(2)如 果 將 燈 泡 換 成 激 光 光 源 ， 該 實(shí) 驗(yàn) 照 樣 可 以 完 成 ， 這 時(shí)可 以 去 掉 的 部 件 是 _(填 數(shù) 字 代 號(hào) ) (3)轉(zhuǎn) 動(dòng) 測(cè) 量 頭 的 手 輪 ， 使 分 劃 板 中 心 刻 線 對(duì) 準(zhǔn) 第 1 條 亮 條紋 ， 讀 下 手 輪 的 讀 數(shù) 如 圖 S15-7 甲 所 示 繼 續(xù) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 手 輪 ， 使 分劃 板 中 心 刻 線 對(duì) 準(zhǔn) 第 10 條 亮 條 紋 ， 讀 下 手 輪 的 讀 數(shù) 如 圖 乙 所示 則 相 鄰 兩 亮 條 紋 的 間 距 是 _mm.圖S15-7(4)如 果 已 經(jīng) 量 得 雙 縫 的 間 距 是 0.30 mm、 雙 縫 和 光 屏 之 間的 距 離 是 900 mm， 則 待 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) 是 _m (計(jì) 算 結(jié) 果保 留 三 位 有 效 數(shù) 字 ) 答 案 ： (1)濾 光 片 單 縫 雙 縫 增 加 雙 縫 到 光 屏 間 的 距 離(或 選 用 較 長(zhǎng) 的 遮 光 筒 ) 減 小 雙 縫 之 間 的 距 離(2) (3)1.610 (4)5.37 10 7 考 點(diǎn) 2 數(shù) 據(jù) 處 理 與 誤 差 分 析 典 例 剖 析例 2： (2015 年新課標(biāo)卷 )在 雙 縫 干 涉 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 分 別 用 紅色 和 綠 色 的 激 光 照 射 同 一 雙 縫 ， 在 雙 縫 后 的 屏 幕 上 ， 紅 光 的 干涉 條 紋 間 距 x1與 綠 光 的 干 涉 條 紋 間 距 x2相 比 x1_x2(填“ ” “ ” 或 “ ” ) 若 實(shí) 驗(yàn) 中 紅 光 的 波 長(zhǎng) 為 630 nm， 雙 縫到 屏 幕 的 距 離 為 1 m， 測(cè) 得 第 1 條 到 第 6 條 亮 條 紋 中 心 間 的 距離 為 10.5 mm， 則 雙 縫 之 間 的 距 離 為 _mm. 答 案 ： 0.3 【 考 點(diǎn) 練 透 】2 (2015 年福建廈門聯(lián)考)在 “ 用 雙 縫 干 涉 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) ” 的實(shí) 驗(yàn) 中 ， 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 如 圖 S15-8 所 示 圖S15-8 (1)某 同 學(xué) 以 線 狀 白 熾 燈 為 光 源 ， 對(duì) 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) 并 觀察 了 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 后 ， 總 結(jié) 出 以 下 幾 點(diǎn) ：A 燈 絲 與 單 縫 和 雙 縫 必 須 平 行 放 置B 干 涉 條 紋 與 雙 縫 垂 直C 干 涉 條 紋 的 疏 密 程 度 與 單 縫 寬 度 有 關(guān)D 干 涉 條 紋 的 間 距 與 光 的 波 長(zhǎng) 有 關(guān)以 上 幾 點(diǎn) 中 ， 你 認(rèn) 為 正 確 的 是 _ (2)當(dāng) 測(cè) 量 頭 中 的 分 劃 板 中 心 刻 線 對(duì) 齊 某 條 紋 的 中 心 時(shí) ， 手輪 上 的 示 數(shù) 如 圖 S15-9 甲 所 示 ， 該 讀 數(shù) 為 _mm.圖S15-9(3)如 果 測(cè) 量 頭 中 的 分 劃 板 中 心 刻 線 與 干 涉 條 紋 不 在 同 一方 向 上 ， 如 圖 乙 所 示 則 在 這 種 情 況 下 來 測(cè) 量 干 涉 條 紋 的 間 距x 時(shí) ， 測(cè) 量 值 _實(shí) 際 值 (填 “ 大 于 ” “ 小 于 ” 或 “ 等 于 ” ) 答 案 ： (1)濾 光 片 單 縫 雙 縫 增 加 雙 縫 到 光 屏 間 的 距 離(或 選 用 較 長(zhǎng) 的 遮 光 筒 ) 減 小 雙 縫 之 間 的 距 離(2) (3)1.610 (4)5.37 10 7