第4課用雙縫干涉測量光的波長

學(xué)習(xí)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.掌握實(shí)驗(yàn)原理、步驟。

會用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光

2.會進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、誤差分析。

的波長。

3.能適當(dāng)創(chuàng)新。

預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)

（一）課前閱讀：

雙縫干涉條件、相鄰紋間距表達(dá)式、薄膜干涉

（二）基礎(chǔ)梳理

一、原理、步

1.實(shí)驗(yàn)原理【概念銜接】疊加、干涉、雙縫干涉

單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖【拓展補(bǔ)充】共軸、平行

樣，圖樣中相鄰兩條亮（暗）條紋間距Ax與雙【即學(xué)即練】1.在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中：

縫間距d、雙縫到屏的距離，、單色光波長（1）將激光束照在如圖乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的

之間滿足.現(xiàn)象是圖甲中的O

2.實(shí)驗(yàn)過程（2）換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在

（1）觀察雙縫干涉圖樣光屏上觀察到的條紋寬度將;保持雙縫間隙不變,

①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將

座上，如圖所示.（以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”）。

②接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.解析：（1）雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A

③調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能圖正確。

沿到達(dá)光屏.（2）根據(jù)垃=%.知，雙縫間的距離d減小時(shí)，條紋間距變寬：

④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的______位于遮當(dāng)雙縫到屏■的距離/減小時(shí)，條紋間距變窄。

光筒的軸線上，使單縫與雙縫_____,二者間答案：（1）A（2）變寬變窄

距約為5?10cm.2.在“觀察光的干涉現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，將兩片刀片合在一

⑤在單縫和光源間放上_______,觀察單色光起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫；按如圖

的干涉條紋.所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫，觀察在光屏上出

（2）測定單色光的波長現(xiàn)的現(xiàn)象。

①安裝測量頭,調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋.

②使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的一，

記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第1條

亮條紋；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（1）保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫

數(shù)，將該條紋記為第〃條亮條紋.的間隙越小，屏上明暗相間的條紋間距_______（填”越

③用刻度尺測量雙縫與光屏間距離Kd是已知大”或“越小”）。

的）.（2）保持雙縫的間隙不變，光屏到雙縫的距離越大，屏上明

暗相間的條紋間距_______（填“越大”或“越小”）。

④改變雙縫間的距離d,雙縫到屏的距離/,重

復(fù)測量.（3）在雙縫間的距離和雙縫與屏的距離都不變的條件下，用

不同顏色的光做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用藍(lán)色光做實(shí)驗(yàn)在屏上明暗相

答案：1.實(shí)驗(yàn)原理

單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖間的條紋間距比用紅色光做實(shí)驗(yàn)時(shí)________i填“大”或

“小”）。

樣，圖樣中相鄰兩條亮（暗）條紋間距Ax與雙

（4）在該實(shí)驗(yàn)中，若所用激光的波長為5.3OOXK）一7]?屏上

縫間距d、雙縫到屏的距離/、單色光波長

，點(diǎn)距雙縫Si和S2的路程差為I.855Xl0-6m,則在這里出

之間滿足』=%x.

現(xiàn)的應(yīng)是________（填“亮條紋”或“暗條紋”）。

2.實(shí)驗(yàn)過程解析：（1）由入￥=）可知雙縫間隙d越小，屏二明暗相間的

（1）觀察雙縫干涉圖樣

①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具條紋間距At?越大。

座上，如圖所示.（2）由可知，光屏到雙縫的距離/越大，明暗相間的

②接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.

條紋間距Ar越大。

③調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)山的光能

（3）由Ax=%可知，因籃色光的波長比紅色光的波長小，故

沿遮光筒軸線到達(dá)光屏.

④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光用籃色光做實(shí)臉時(shí)的條紋間距比用紅色光做實(shí)臉時(shí)小。

筒的軸線上，使單縫與雙縫平行，二者間距約（4）屏上P點(diǎn)距雙縫Si和S2的路程差為所用激光的波長的

為5?10cm.3.5倍，所以P點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)暗條紋。

⑤在單縫和光源間放上漉光片，觀察單色光的答案：（1）越大（2）越大（3）?。?）暗條紋

干涉條紋.【微點(diǎn)撥】亮暗紋看波程差與波長的關(guān)系

(2)測定單色光的波長

①安裝測量頭,調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋.

②使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，

記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第1條

亮條紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至

另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，

將該條紋記為第〃條亮條紋.

③用刻度尺測量雙縫與光屏間距離Kd是已知

的).

④改變雙縫間的距離d,雙縫到屏的距離/,重

復(fù)測量.

【概念銜接】游標(biāo)卡尺、螺旋測微器

1.條紋間距

【拓展補(bǔ)充】測量頭

2.波長；1=.

【即學(xué)即練】某同學(xué)利用圖所示裝置測量某種單色光的波

3.計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求7的平均值.

長.實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從

答案：1.條紋間距目鏡中可以觀察到干涉條紋晌答下列問題:

2.波長z=yAx.

3.計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求久的平均值.

(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可

A.將單縫向雙縫靠近

B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)

D.使用間距更小的雙縫

(2)若雙縫的間距為"，屏與雙縫間的距離為/,測得第1條

喑條紋到第〃條暗條紋之間的距離為心,則宜?色光的波長

大=;

(3)某次測量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.300mm,測得屏與

雙縫間的距離為1.20m,第1條暗條紋到第4條暗條紋之

間的距離為7.56mm,則所測單色光的波長為

nm(結(jié)果保留3為有效數(shù)字).

可知實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要通過光具座上的刻度尺測量的物理量是雙

縫與毛玻璃屏之間的距離。

(2)圖乙的示數(shù)為2mm+33.5X0.01mm=2.335nun

圖丙的示數(shù)為15mm+32.5X0.01mm=15.325mm。

々上八、、-1，八15.325—2.335

(3)相鄰兩條亮紋衛(wèi)間的距離為Ax-(,mm-

0-1

2.598mm

根據(jù)干涉條紋的公式

可得本次實(shí)驗(yàn)測得的這種光的波長為

-3-3

,\xd2.598X10X0.3X10,「

7

9m?6.5X10mo

(4)根據(jù)干涉條紋的公式Ax=%，可知若要增大條紋間距，

可采取的方法有：更換間距更小的雙縫，或增大雙縫到屏的

距離，或更換濾光片成為波長更長的單色光。

(三)預(yù)習(xí)作業(yè)

1.(多選)圖中給出了“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)示意圖，雙縫S和S2間距為0.80mm,雙縫到屏的

距離為0.80m.波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫5,和S2上,在屏上形成干涉條紋.中心軸線OO'

上方第1條亮紋中心位置在P處，第3條亮紋中心位置在P2處現(xiàn)有1號、2號蟲子分別從S2出發(fā)以相

同速度沿垂直屏方向飛行，1號蟲子到達(dá)屏后，沿屏直線爬行到尸1,2號蟲子到達(dá)屏后，沿屏直線爬行到尸2.

假定兩只蟲子爬行速率均為10、m/s.正確的是()

A.1號蟲子運(yùn)動(dòng)路程比2號短

B.兩只蟲子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差為0.2s

C.兩只蟲子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差為1.0s

D.已知條件不夠，兩只蟲子運(yùn)動(dòng)時(shí)間差無法計(jì)算

答案AB

解析由題意結(jié)合雙縫干涉的條紋間距公式心=方可知，該光的干涉條紋相鄰亮條紋中心的間距：

)

A.r=5^-^X500X10-9m=5XIO-4m,

On.QoUXIUn

中心軸線。?！戏降?條亮紋中心位置在Pi處,

所以O(shè)'P\=Ar=5Xio-4m

中心軸線0?！戏降?條亮紋中心位置在2處,

-3

所以O(shè)'P2=32kv=1.5X10in

所以1號蟲子的路程為：51=/+O'P|+5：

2號蟲子的路程為：52=/+O'Pl-7,

則$2f=O'尸2—O'Pi-d=l.5XIO-3m-5XIO-4m-0.80X10-3m=2X10-4m,故A正確；兩只蟲

2

子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差加二:11尸=j昔s=O.2s,故B正確，C、D錯(cuò)誤.

2.在“用雙筵干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，請按照題目要求I川答下列問題，

⑴圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是(填“甲”或“乙”).

mm>iii<

甲乙

⑵將下表中的光學(xué)元件放在圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測

量紅光的波長.

元件代號ABCDE

白光單

元件名稱光屏雙縫透紅光的濾光片

光源縫

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，從左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為

.(填寫元件代號)

⑶已知該裝置中雙縫間距d=0.5。mm,雙縫到光屏的距離/=0.50m,在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，

分劃板中心刻線在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為mm；在8位置時(shí)游標(biāo)卡尺如

圖⑹所示.由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為m(保留2位有效數(shù)字).

答案(1)甲(2)EQBA⑶111.156.1X10-7

解析(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，題圖乙是衍射圖樣.

(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上。和僅就得到兩列

頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序?yàn)镋OBA.

(3)A位置的示數(shù)為111.15mm,5住置的示數(shù)為115.45mm,題圖(a)中A、8之間的距離為(115.45—111.15)mm

=4.30mm,則相鄰條紋的間距為△￥="言mm,再根據(jù)公式zkr=。,，代入數(shù)據(jù)將波長為K6.1X10-7m.

探究提升

環(huán)節(jié)一原理、步驟

思考：圖所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:

(1)觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是(單選)。

A.旋轉(zhuǎn)測量頭

B.增大單縫與雙縫間的距離

C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行

(2)要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是(單選)。

A.減小單縫與光源間的距離

B.減小單縫與雙縫間的距離

C.增大透鏡與單縫間的距離

D.增大雙縫與測量頭間的距離

答案(1)C(2)D

解析(1)若粗調(diào)后看不到清晰的干涉條紋，看到的是模糊不清的條紋，則最可能的原因是單線與雙縫不平

行，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行，故選C。

(2)據(jù)知要增大條紋間距可以增大雙縫到光屏的距離/,減小雙縫的間距d,故選D。

環(huán)節(jié)二數(shù)據(jù)處理

問題探究1：如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，現(xiàn)要利用這套裝置來測量某種單色光的波長.

光源①②③遮光筒測量頭

(I)裝置示意圖中有三個(gè)電學(xué)元件的名稱空缺，關(guān)于它們的說法正確的是.

A.①是雙縫，③是濾光片

B.②是雙縫，③是單縫

C.②是單縫，③是雙縫

(2)用20分度的游標(biāo)卡尺測量雙縫間距如圖甲所示，雙縫間距d=mm.

?7FT-nrT->T7ryy丁一

71cm卜主尺”,;;7/H

11!IJJJ"JJ叫jJ.L；Li_游標(biāo)尺/幽//幽/幽幽>/，'/，附7,修'J?

甲乙

(3)圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋，用測量頭測出了第1條和第6條亮條紋中心間的距離為Ax,已知雙縫到光

屏的距離為/,則所測單色光波長的計(jì)算式為2=(用題中所給的字母表示).

答案(1)C(2)2.05(3)第

環(huán)節(jié)三誤差分析

問題探究2：在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.

光里源漁才光片才單縫一雙縫氣工遮光筒%小

AA

⑴某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，對實(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有美

以上幾點(diǎn)中，你認(rèn)為正確的是.

⑵當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖甲所示，該讀數(shù)為mm.

甲乙

(3)如果測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量干涉條

紋的間距Ax時(shí)，測量值_______(選填“大于”“小于”或“等于")實(shí)際值.

答案(1)AD(2)0.700(3)大于

解析(1)為了獲得清晰的干涉條紋，A正確；由干涉現(xiàn)象可知干涉條紋與雙縫平行，B錯(cuò)誤：干涉條紋的

疏密程度與單縫寬度無關(guān)，干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確.

(2)手輪的讀數(shù)為0.5mm+20.0X0.01mm=0.700mm.

(3)條紋與分劃板中心刻線不平行時(shí)，實(shí)際值加?實(shí)=Axcos夕為條紋與分劃板中心刻線間的夾角，故Ar實(shí)

VAx.

環(huán)節(jié)四創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

問題探究3：在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，請按照題目要求回答下列問題：

(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是(填“甲”或“乙”).

Illlll'llb

甲乙

(2)洛下表中的光學(xué)元件放在下圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置

測量紅光的波長.

元件代號ABCDE

白光單

元件名稱光屏雙縫透紅光的濾光片

光源

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，從左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為

.(填寫元件代號)

⑶己知該裝置中雙縫間距J=0.5Cmm,雙縫到光屏的距離/=0.50m,在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示,

分劃板中心刻線在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為mm：在8位置時(shí)游標(biāo)卡尺如

圖(c)所示.由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為m(保留2位有效數(shù)字).

答案⑴甲⑵瓦用4⑶111.156.1><10-7

解析(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，題圖乙是衍射圖樣.

(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上。和8,就得到兩列

頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序?yàn)橐?孫.

(3)A位置的示數(shù)為111.15mm,8位置的示數(shù)為115.45mm,題圖Q)中A、B之間的距離為(115.45—111.15)mm

=4.30mm,則相鄰條紋的間距為mm,再根據(jù)公式加=夕，代入數(shù)據(jù)得波長為46.1X10一？m.

體系構(gòu)建

原理(雙縫干涉加=夕)步驟(測量頭)數(shù)據(jù)處理(統(tǒng)一單位)誤差分析創(chuàng)新

記憶清單

一、原理、步驟

★學(xué)習(xí)聚焦：共軸、平行、測量頭

二、數(shù)據(jù)處理

★學(xué)習(xí)聚焦：不要直接測Ax,要測多條亮條紋的間距再計(jì)算得到Ax,這樣可以減小誤差。

三、誤差分析

★學(xué)習(xí)聚焦：

注意事項(xiàng)

(1)調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時(shí)，要注意調(diào)整光源的高度，使它發(fā)出的光束能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮。

(2)放置單縫和雙縫時(shí)，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上。

(3)調(diào)節(jié)測量頭時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線和亮條紋的中心對齊，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃

板中心刻線和另一亮條紋的中心對齊，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條亮條紋間的距

離。

(4)不要直接測Ax,要測多條亮條紋的間距再計(jì)算得到Ar,這樣可以減小誤差。

(5)白光的干涉觀察到的是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外層.

強(qiáng)化訓(xùn)練

1、在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖甲所示，并選用

縫間距4=0.2mm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/=700mm.然后，接通電源

使光源正常工作。

⑴已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺.上有50個(gè)分度。某司學(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)給各暗紋的編號，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺

上的讀數(shù)即=1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時(shí)圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀

數(shù)X2=mnio

(2)利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離3mm；這種色光的波長；=

______nm。

解析：⑴由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可如：X2=(15.0+1X0.02)mm=15.02mm<.

(2)題圖乙(a)中暗紇與題圖丙(a)中暗線■間的間隔為6個(gè)，故Ax="2￥|=2.31mm;山盤可知幾=出科=

660nnio

答案：⑴15.02(2)2.31660

2、現(xiàn)有：4毛玻璃屏、8雙縫、C白光光源、D單縫、E透紅光的濾光片等光學(xué)元件。要把它們放在如圖

甲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。

口遮光筒展

『HA11if：

甲

(1)洛白光光源C放在光具座的最左端，依次放置其它光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順

序?yàn)镃、、、、Ao

⑵將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋的中心對齊，將該亮條紋定為第一條亮條紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)

如圖乙所示，記為x.o然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第六條亮條紋中心對齊，此時(shí)手輪上

的示數(shù)如圖丙所示，記為X2。則也=mm。

(3)已知雙縫間距，/為2.0X104m,測得雙縫到屏的距離L為。loom,由計(jì)算式2=,求得所測

紅光波長為nmo(公式要求按題目所給具體符號填寫，計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)，lnm=10-9m)

f-(X2~X\)d

答案：(1)EDB(2)13.870(3)—660

JLa

解析：(1)為獲取單色線光源，白色光源后而要有濾光片、單縫、雙縫。所以各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)

為C、￡、D、8、Ao

(2)測第6條亮條紋時(shí)，測量頭固定刻度讀數(shù)為13.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01X37.()mm=O.37Omm,所以

最終讀數(shù)為13.870mm。

(3)雙縫干涉條紋的間距公式a=%又所以2=儂二/￡測第1條亮條紋時(shí)，測量頭固定刻

(ID

度讀數(shù)為2mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01X32.0mm=0.320mm,所以最終讀數(shù)為2.320mm。A1=三"=

13.870-2.320Ard2.31X10-3X2X10-4

-----7------mm=2.310mm。所以計(jì)算式2=~=0.700m=660nirio

3、關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()

A.用復(fù)色光投射就看不到條紋

B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果

C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋

D.藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的大

【答案】B

故選Bo

4、(多選)某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫5，S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏

的距離為L同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。卜列描述正確的是

()

A.圖乙是光雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射

B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大

C.照射兩條狹縫時(shí)，增加L,其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S-S?到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，。點(diǎn)處一定是暗條紋

【答案】ACD

故選ACDo

5、用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫的距離心=60mm,雙縫與光屏的距離

L2=700mm,單縫寬di=0.10mm,雙縫間距刈=0.25mm。

(1)分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第4條亮條紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如圖乙所示，則對準(zhǔn)第1條

時(shí)讀數(shù)內(nèi)=mm,對準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)X2=mm,相鄰兩條亮條紋間的距離Ar=mm。

(2)本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算波長的公式2=,求得的波長是nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

解析：(1)對準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)為=(2+0.01X19.0)mm=2.190mm,對?準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)也=(7.5+0力1X36.9)mm

=7.869mm,相鄰兩條亮條紋間的距離1.893mm。

⑵由條紋間距公式可得，本實(shí)臉中z=^Ax,

…0.25X10-3一

波長2="八,⑺―；X1.893X103m^6.76X107m=676nm。

/UUX1U

答案：(1)2.1907.8691.893(2)^Ax676

6、小沈同學(xué)進(jìn)行“用雙縫干涉測量波長”的實(shí)驗(yàn)，

⑴其中部分器材如下：

A.白熾燈B.凸透鏡C.單縫片

D.濾光片E.測量頭F.雙縫片

將以上器材安裝在光具座遮光筒上時(shí)，自光源起合理的順序是(填字母)：A、B、、、F、

E。

(2)某次觀察時(shí)，透過測量頭觀察到了綠光的干涉條紋，但條紋的亮度很低，為了便于測量，二列方法能夠

使條紋亮度增加的是。

A.增加光源的功率

B.將毛玻璃換成透明玻璃

C.換一個(gè)面積更大的凸透鏡

D.調(diào)節(jié)測量頭的位置

(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是。

(4)如圖所示的是小沈同學(xué)參考課本上“用光傳感器做雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖甲、乙分別對應(yīng)的是

第一、二次實(shí)驗(yàn)得到的干涉圖線。比較甲、乙兩圖線可判斷，第一次實(shí)驗(yàn)中的。

A.單縫與雙縫的縫距一定較大

B.光強(qiáng)度較小

C.光源離雙縫的距離較大

D.雙縫離光傳感器的距離可能較小

解析：(1)根據(jù)“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中儀器的位置可知，從左向右依次為：白色光源、凸透

鏡、濾光片、單縫、雙縫、測量頭。將以上器材安裝在光具座遮光筒上時(shí)，自光源起合理的順序是：A、B、

D、C、F、E。

(2)為了便于測量，要使條紋亮度增加，即使得單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)目增多；當(dāng)增加光源的功空，導(dǎo)致單位

時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)目增多，故A正確；將毛玻璃換成透明玻璃，式會看到亮條紋，故B錯(cuò)誤；將凸透鏡換成

一個(gè)面積更大的凸透鏡，則光的強(qiáng)度的增強(qiáng)，導(dǎo)致亮度增加，故C正確；調(diào)節(jié)測量頭的位置，亮度不變，

故D錯(cuò)誤。

(3)干涉條紋的寬度是指一個(gè)明條線與一個(gè)暗條紋的寬度的和，為兩個(gè)相鄰的明條紋(或暗條紋)的中心之間的

距離，故圖C是正確的，圖A、B、D錯(cuò)誤。

(4)由圖可知，第一次得到的條紋間距較小，根據(jù)入(=今可知：單縫與雙縫的縫距對條紋間距無影響，A錯(cuò)

誤；光強(qiáng)度對條紋間距無影響，B錯(cuò)誤；光源離雙縫的距離對條紋間距無影響，C錯(cuò)誤；雙縫離光傳感器的

距潟/較小，則條紋間距較小，D正確。

答案：(1)DC(2)AC(3)C(4)D

7、在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，請按照題目要求回答下列問題。

(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是。

(2)洛下表中的光學(xué)元件放在圖內(nèi)所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測

量紅光的波長。

元件代號ABCDE

元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片

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

。(填寫元件代號)

(3)已知該裝置中雙縫間距d=0.50mm,雙縫到光屏的距離L=0.50m,在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所

示，分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為mm：在3位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(c)

所示。由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為mo

［解析］(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，圖乙是衍射圖樣。

(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上。和