實驗十六用雙縫干涉測光的波長實驗準備實驗目的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測定單色光的波長實驗原理相鄰兩條亮條紋的間距x 與入射光波長，雙縫 S1、S2 的圖 S16-1實驗器材雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭組成)，學生電源、導線、刻度尺實驗過程實驗步驟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 S16-2 所示圖 S16-2(2)接好光源，打開開關，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 510 cm，這時，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)用刻度尺測量雙縫到_的距離 L(d 是已知的)(7)重復測量2測定單色光的波長(1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到_條紋(2)使分劃板_對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)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的_，記下此時手輪上的讀數(shù) a2，將該條紋記為第_條亮紋干涉中心刻線手輪上1中央n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_.(3)計算多組數(shù)據(jù)，求的平均值實驗分析誤差分析(1)雙縫到屏的距離 l 的測量存在誤差(2)測條紋間距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量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清【基礎檢測】(多選)利用如圖 S16-3 所示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，下列說法正確的是()圖 S16-3A.將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B.將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C.將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬D.換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄E.去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失答案：ABD考點1實驗操作及實驗現(xiàn)象分析 重點歸納1.保證燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒共軸.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 等光學元件，要把它們放在如圖 S16-4 所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長.圖 S16-4(1)將白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為 C 、_、_、_、A.(2)本實驗的步驟有：取下遮光筒左側的元件，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元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上.用刻度尺測量雙縫到屏的距離.用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離.在操作步驟時還應注意_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.所以排列順序為：C、E、D、B、A.(2)在操作步驟時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當；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 DB單縫和雙縫間距離(2)旋轉(zhuǎn)單縫、雙縫時，必須使縫平行要適當【考點練透】1.(1)(多選)如圖 S16-5 所示是“用雙縫干涉測光波波長”的實驗設備示意圖，圖中是光源、是濾光片、是單縫、是雙縫、是光屏.下列操作能增大光屏上相鄰兩亮條紋之間距離的是()A.增大和之間的距離B.增大和之間的距離圖 S16-5C.將綠色濾光片改成紅色濾光片D.增大雙縫之間的距離(2)如果將燈泡換成激光光源，該實驗照樣可以完成，這時可以去掉的部件是_(填數(shù)字代號).(3)轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對準第 1 條亮條紋，讀出手輪的讀數(shù)如圖 S16-6 甲所示.繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線對準第 10 條亮條紋，讀出手輪的讀數(shù)如圖乙所示.則相鄰兩亮條紋的間距是_mm(計算結果保留 3 位有效數(shù)字).甲乙圖 S16-6(4)在(3)前提下，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，則待測光的波長是_m.(計算結果保留 3 位有效數(shù)字)縫之間的距離無關，A 錯誤；增大和之間的距離即是增大l，x 增大，B 正確；紅光的波長大于綠光的波長，C 正確；增大雙縫之間的距離，x 減小，D 錯誤.(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是、.答案：(1)BC (2)(3)1.610(4)5.37107考點2數(shù)據(jù)處理與誤差分析 典例剖析例 2：(2015 年新課標全國卷)在雙縫干涉實驗中，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“”).若實驗中紅光的波長為 630 nm，雙縫到屏幕的距離為 1 m，測得第 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【考點練透】2.用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間的距離 d的大小恰好是圖中游標卡尺的讀數(shù)，如圖 S16-7 丁所示；雙縫到毛玻璃屏間的距離的大小由圖中的毫米刻度尺讀出，如圖丙所示；實驗時先移動測量頭(如圖甲所示)上的手輪，把分劃線對準靠近最左邊的一條亮條紋(如圖乙所示)，并記下螺旋測微器的讀數(shù) x1(如圖戊所示)，然后轉(zhuǎn)動手輪，把分劃線向右移動，直到對準第 7 條亮條紋并記下螺旋測微器的讀數(shù) x2(如圖己所示)，由以上測量數(shù)據(jù)求出該單色光的波長為_.(計算結果保留 2 位有效數(shù)字)甲乙丙丁己戊圖 S16-7答案：8.0107 m