第四節(jié)實驗：用雙縫干涉測量光的波長1.了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；2.觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣；3.掌握測定單色光的波長的方法。一、實驗?zāi)康娜鐖D所示的雙縫實驗中，當(dāng)兩列波的路程差為波長的整數(shù)倍，即（k=0，1，2…)時才會出現(xiàn)亮條紋，亮條紋位置為：二、實驗原理相鄰兩個明(或暗)條紋之間的距離為二、實驗原理

單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣，圖中相鄰兩條亮紋間距△x、雙縫間距d、雙縫到屏的距離L、單色光的波長λ滿足：

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(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺．光源濾光片雙縫遮光筒毛玻璃單縫測量頭三、實驗器材1.把長約1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏；2.取下雙縫，打開光源，調(diào)節(jié)光源高度，使它發(fā)出的光沿遮光筒軸線照亮屏(中心在同一高度);3.裝好單縫和雙縫(縫沿豎直方向)，調(diào)節(jié)透鏡，使燈絲的像成在單縫上，調(diào)節(jié)單、雙縫，使縫平行，這時在屏上會看到白光的干涉圖樣；光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏透鏡四、實驗步驟4.在單縫和光源間放上紅色濾光片，觀察紅光干涉圖樣；5.調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻線與左端某條(記為第1條)亮紋中心對齊，記下此時測量頭刻度x1，將測量頭朝右端移動，記下第n條亮紋中心位置x2；則第1條亮紋與第n條亮紋中心間距為a=x2-x1，則相鄰亮紋間距為：四、實驗步驟ΔxΔxΔxΔxΔxΔx紅光四、實驗步驟四、實驗步驟第1條第7條四、實驗步驟6.已知雙縫間的距離d，測出雙縫到屏的距離L，由，計算紅光的波長。7.觀察與記錄（1）調(diào)單縫與雙縫間距為幾厘米時，觀察白光的干涉條紋.（2）在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋.（3）調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻度線對齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的明條紋中心對齊時，記下手輪上的刻度數(shù)a2，則相鄰兩條紋間的距離（4）換用不同的濾光片，測量其他色光的波長.四、實驗步驟1．放置單縫和雙縫時，必須使縫平行．2．要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上．3．測量頭的中心刻線要對應(yīng)著亮(或暗)紋的中心．4．要多測幾個亮紋(或暗紋)中心間的距離，再求Δx.5．調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋不清晰一般是因為單縫與雙縫不平行．五、注意事項1.測雙縫到屏的距離L帶來的誤差，可通過選用mm刻度尺，進行多次測量求平均值的辦法減小誤差．2.通過測量多條亮條紋間的距離來減小測量誤差．3．測條紋間距Δx帶來的誤差．(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度．(2)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．六、誤差分析【典例1】在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，裝置如圖所示。雙縫間的距離d=3mm。若測定紅光的波長，選用紅色的濾光片，實驗中測得雙縫與屏之間的距離為0.70m，通過測量頭（與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動一周，分劃板前進或后退0.500mm）觀察第1條亮條紋的讀數(shù)為0.004mm；觀察第5條亮條紋的位置如圖所示，其讀數(shù)為__________mm。則可求出紅光的波長λ=__________m（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。典例分析【答案】

0.6406.81×10-7【典例2】在用雙縫干涉測量光的波長實驗中(實驗裝置如圖):(1)下列說法錯誤的是

。(填選項前的字母)

A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時,應(yīng)放上單縫和雙縫B.測量某條干涉亮紋位置時,應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C.為了減少測量誤差,可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距典例分析(2)測量某亮紋位置時,手輪上的示數(shù)如圖,其示數(shù)為

mm?！窘馕觥?1)應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上單、雙縫,選項A不正確。測微目鏡分劃板中心刻線應(yīng)與亮紋中心對齊,使得移動過程測出的條紋間距較為準(zhǔn)確,選項B正確。測微目鏡移過n條亮紋,則亮條紋間距,選項C正確。故選A。(2)主尺讀數(shù)是1.5mm,螺旋讀數(shù)是47.0×0.01mm,因此示數(shù)為1.970mm。【答案】

(1)A

(2)1.970典例分析【典例3】在用雙縫干涉測量光的波長實驗中,將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上(如圖甲所示),并選用縫間距d=0.20mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離l=700mm。然后,接通電源使光源正常工作。典例分析(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測量頭的目鏡看去,第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示,圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗條紋的編號,此時圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1=1.16mm;接著再轉(zhuǎn)動手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示,此時圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2=

mm。乙

丙(2)利用上述測量結(jié)果,經(jīng)計算可得兩相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離Δx=

mm;這種色光的波長λ=

nm?！敬鸢浮?/p>

(1)15.02

(2)2.31

6.6×102【典例4】如圖所示是用雙縫干涉測光波波長的實驗設(shè)備示意圖。(1)轉(zhuǎn)動測量頭的手輪,使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第1條亮條紋,讀出手輪的讀數(shù)如圖乙所示。繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪,使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第8條亮條紋,讀出手輪的讀數(shù)如圖丙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是

mm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.3mm,雙縫和光屏之間的距離是900mm,則待測光的波長是

m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。典例分析【解析】(1)題圖乙中手輪的固定刻度讀數(shù)為0mm,可動刻度讀數(shù)為0.01×4.5mm=0.045mm所以最終讀數(shù)x1=0.045mm。題圖丙中手輪的固定刻度讀數(shù)為14.5mm,可動刻度讀數(shù)為0.01×3.5mm=0.035mm,則x2=14.535mm。相鄰兩亮條紋的間距【答案】(1)2.07

(2)6.90×10-7520考綱：最終確定的聯(lián)考范圍和比例公布如下:1.語文：高考標(biāo)準(zhǔn)卷默寫范圍選必下第一單元2.數(shù)學(xué)：共22道題。立體幾何占比18%，解析幾何占比26%，選必二第五章約占比35%，選必三第六章占比18%，選必三第七章7.1約占比3%。3.英語：高考標(biāo)準(zhǔn)卷范圍：選必三Unit3結(jié)束難度：3：5：24.物理：選必二占比40%，選必一的二三四章和選必三的第一章占比60%。5.歷史：綱要上、下，選必三冊，各占比20％6.化學(xué)：選擇性必修一占比60%，選擇性必修二占比30%，選擇性必修三第一章占比10%。7.生物：選必一20分，包含3道單選，1道不定項，1道大題。選必二20分，包含3道單選，1道不定項，1道大題。選必三前三章共60分，包含9道單選，3道不定項，3道大題。8.政治：選必一（全冊）占比30%，選必二（第一單元，第二單元）占比70%。9.地理：必修二占比30%，選擇性必修一占比30%，選擇性必修二占比40%。物理光的衍射、光纖、薄膜干涉