高中物理实验基础与实战：19.用双缝干涉测光的波长+Word版含答案

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【点评】对同一装置，干涉条纹间距与波长成正比 热点关注 知识：光的干涉的应用 例 4（09 年福建卷）【题号：3200002262】13. 光在科学技术、生产和生活中有着广 泛的应用，下列说法正确的是 A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 【点评】掌握各种物理现象形成的原理
一、实验目的 1．了解光波产生稳定的干涉现象的条件。 2．观察白光和单色光的双缝干涉图样。 3．测定单色光的波长。
二、实验器材 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组 成)，另外还有学生电源、导线、 __刻度尺_____。
三、光的干涉条件
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例 1．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)，这时( )． 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 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
(2)设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a 和 L，光的波长为 λ，在光屏上形成干涉条纹。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离 Δx 的表达式。
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【解析】 (1)见图 (b)。
(2)由双缝干涉相邻亮纹（或ห้องสมุดไป่ตู้纹）间距离公式：
。
根据平面镜成像的对称性得 d=2a，
所以
。
【点评】杨氏双缝干涉是光的波动性的有力证据，要牢记干涉现象中相邻两亮纹（或

考点. 光的干涉.1．光的干涉现象：在相干光叠加区域，有的位置光强度始终增强，有的位置光强度始减弱，出现光强度随这间重新分布的现象。

2．光的相干条件：两束光的频率相同，振动方向相同，在叠加区域相位差恒定3．杨氏双缝干涉实验（必须是相干光源）.①产生双缝干涉的条件：21f f =，且振动情况完全相同．．．．．．．．．．.．②缝21,S S 产生的光相当于光源的作用. ③产生亮暗条件是λn P S P S =-21（亮），λ21221+=-n P S P S （暗）两条亮纹或暗纹之间的距离 ④λd L x =∆=12SP SP - ⑤条纹间距是相等的，0级亮纹与1级亮纹，1级亮纹与2级亮纹都相差一个波长，而相邻级的暗纹之间相差半个波长. 其实第n 级就相当于波长的几倍.4．薄膜干涉：两个相干光源是薄膜的两条反射光产生的现象.①单色平行光照楔形薄膜时呈现明暗相间条纹.②用复色光照射时，则出现彩色条纹.③增透膜是干涉的应用之一，由于“增透”只使两反射光相消，一定的d 只能使一定的波长λ的光相消，我们常见的涂有增透膜的光学元件，是在自然光条件下增透，通常控制增透膜的厚度，使它对黄、绿光满足“增透”，而其他色光（红、橙、蓝、靛、紫）不能满足“增透”.因此从入射光方向看上去呈现其他色光形成的淡紫色.④薄膜干涉应用之二是检查平面是否平整.一、实验目的1．了解光波产生稳定的干涉现象的条件。

2．观察白光和单色光的双缝干涉图样。

3．测定单色光的波长。

二、实验器材双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学生电源、导线、__刻度尺_____。

三、光的干涉条件例1．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)，这时( )．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【答案】选C【点评】本题易选A，其原因是未注意两列光能产生干涉的条件。

实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题1．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光d=的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间具座上，并选用缝间距0.20mmL=．然后，接通电源使光源正常工作．的距离700mm①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为__________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm．利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ=__________m（保留2位有效数字）．②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能实现这个效果的是__________．A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片2．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示。

已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。

(1)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（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，记下此时如图（乙）所示的手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm；(2)波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d表示）；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”、“不变”或“变小”）；(4)图为上述实验装置示意图。

实验十五用双缝干涉测量光的波长一、实验目的1．理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器．2．观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样．3．掌握利用公式Δx＝ldλ测波长的方法．二、实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx 与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝d·Δx/l.三、实验器材双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．附：测量头的构造及使用如图1甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板的中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数．然后转动测量头，使分划板中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的刻度．两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离．图1实际测量时，要测出n条亮条纹(暗条纹)的宽度，设为a，那么Δx＝an－1.四、实验步骤1．安装仪器(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2所示．图2(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝相互平行．2．观察与记录(1)调整单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹．(2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a 1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n 条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a 2，则相邻两条纹间的距离Δx ＝|a 1－a 2|n －1. (4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长．3．数据处理用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l ，由公式λ＝d l Δx 计算波长．重复测量、计算，求出波长的平均值．五、误差分析测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距Δx 测量不准，或双缝到屏的距离测不准都会引起误差，但都属于偶然误差，可采用多次测量取平均值的方法来减小误差．六、注意事项1．调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮．2．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上．3．调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐，记清此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条纹间的距离．4．不要直接测Δx ，要测多个亮条纹的间距再计算得Δx ，这样可以减小误差．5．白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．记忆口诀亮光源、滤光片，单缝双缝成一线；遮光筒、测量头，中间有屏把像留；单缝双缝平行放，共轴调整不能忘；分划线、亮条纹，对齐平行测得准；n 条亮纹读尺数，相除可得邻间距；缝距筒长记分明，波长公式要记清.例1在“用双缝干涉测光的波长”实验中：(1)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，现准备了下列仪器：A.光源，B.双缝片，C.单缝片，D.滤光片，E.毛玻璃(其中双缝片和光屏连在遮光筒上)．把以上仪器安装在光具座上时，正确的排列顺序是____________．(2)关于本实验，正确的说法是() A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B．观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数例2利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝mm，双缝到光屏的距离l＝m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图3所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：图3(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A＝______mm，x B＝______mm，相邻两条纹间距Δx＝______mm；(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”)．例3在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图4所示的方法，让激光束通过自制的双缝．图4(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时______(选填“大”或“小”)．1．利用图5中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是()图5A．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．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄2．某同学在做双缝干涉实验时，按各元件的合理顺序正确的安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于() A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强3．如图6所示是用双缝干涉测量光的波长的实验设备示意图．图6(1)图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是________、________、________.(2)以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③和④之间的距离B．增大④和⑤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(3)在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600 mm，双缝之间的距离是mm，单缝到双缝之间的距离是100 mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数如图7甲所示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示．这两次示数依次为________mm和________mm，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________nm.图74．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，要把它们放在如图8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．图8(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.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；②按合理的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；③用刻度尺测量双缝到屏的距离；④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②时还应注意__________________________和_______________________.(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9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，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.图9(4)已知双缝间距d为×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为m，由计算式λ＝_ _______，求得所测红光波长为________nm.5．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上(如图10所示)，并选用缝间距d＝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L＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．图10图11(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50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11(a)所示，图(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图(b)中游标尺上的读数x1＝mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图(c)所示，此时图(d)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Δx＝______ mm；这种色光的波长λ＝______ nm.答案课堂探究例1 (1)ADCBE 或EBCDA (2)ACD例2 (1) (2)d l Δx ×10－7 (3)变小例3 (1)越大 (2)越大 (3)小随堂训练1．ABD3．(1)滤光片、单缝、双缝 (2)B(3)(± (±5364．(1)E D B (2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当 (3) (4)d Δx l 6605．(1) (2) 660。