第十四章光實驗用雙縫干涉測量光的波長1實驗原理單色光通過單縫后，經雙縫產生穩定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮（暗）條紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光波長λ之間滿足λ=Δx。2.實驗步驟（1）觀察雙縫干涉圖樣①將光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如圖所示。②接好光源，打開開關，使燈絲正常發光。③調節各器件的高度和角度，使光源燈絲發出的光能沿遮光筒軸線到達光屏。④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點位于遮光筒的軸線上，使單縫與雙縫平行，二者間距約為5～10cm。⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。（2）測量單色光的波長①安裝測量頭，調節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心，記下此時手輪上的讀數a1，將該條紋記為第1條亮條紋；轉動手輪，使分劃板中心刻線移動至第n條亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數an。③用刻度尺測量雙縫與光屏間距離l（d是已知的）。④改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復測量。3.數據分析（1）條紋間距Δx=。（2）波長λ=Δx。（3）計算多組數據，求λ的平均值。4.注意事項（1）安裝時，注意使光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當。（2）光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近。（3）調節的基本依據：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸；干涉條紋不清晰，一般原因是單縫與雙縫不平行?？键c一教材原型實驗典例精析變式鞏固【例題1】1.某同學用如圖甲所示實驗裝置做“用雙縫干涉測光的波長”的實驗，他用帶有游標卡尺的測量頭（如圖乙所示）測量相鄰兩條亮條紋間的距離，轉動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊某一條亮條紋（將這一條紋確定為第一亮條紋）的中心，此時游標卡尺上的示數情況如圖丙所示；轉動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊第6亮條紋的中心，此時游標卡尺上的示數情況如圖丁所示．則圖丙的讀數x1=_____mm；圖丁的讀數x2=______mm．實驗中所用的雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離L=60cm，則實驗中計算波長的表達式=________（用題目中給出的已知量和直接測量量的符號表示）．根據以上數據，可得實驗中測出的光的波長=______nm．【答案】①.②.③.④.520【解析】【詳解】[1]圖丙中的主尺讀數為1mm，游標尺讀數為0.05×3mm=0.15mm，所以圖丙的讀數x1=1mm[2]丁中的主尺讀數為8mm，游標尺讀數為0.05×19mm=0.95mm，所以圖丁的讀數x2=8mm[3]相鄰兩個亮條紋的距離實驗中計算波長的表達式[4]把數據代入公式，得【例題2】2.如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中：（1）在光具座上放置的光學元件依次為：①光源、②濾色片、③_________、④_________、⑤遮光筒、⑥光屏（含測量頭）。（2）利用圖中裝置研究雙縫干涉現象時，下列說法中正確的是（）A．將光屏移近雙縫，其他條件不變，干涉條紋間距變窄B．將濾光片由藍色的換成紅色的，其他條件不變，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，其他條件不變，干涉條紋間距變寬D．換一個兩縫之間距離更大的雙縫，其他條件不變，干涉條紋間距變窄E．去掉濾光片，其他條件不變，干涉現象消失（3）在某次測量中，將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊，將該亮紋記為第1條亮紋，此時手輪上的示數如左圖所示。然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數如右圖所示，則此示數為_________mm，由此可求得相鄰亮紋的間距為_________mm。（4）已知雙縫間距d為，測得雙縫到屏的距離l為，由計算式_________，求得所測紅光波長為_________nm。【答案】①.單縫②.雙縫③.ABD④.⑤.⑥.⑦.660【解析】【詳解】（1）[1][2]由圖可知，③為單縫，④為雙縫；（2）[3]A．將光屏移近雙縫時，l減小，則由可知，在其他條件不變時，干涉條紋間距變窄，故A正確；B．將濾光片由藍色換成紅色的，則波長變大，所以其他條件不變時，干涉條紋間距變寬，故B正確；C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，其他條件不變時，干涉條紋間距不變，故C錯誤；D．換一個兩縫之間距離更大雙縫，則d變大，在其他條件不變時，干涉條紋間距變窄，故D正確；E．去掉濾光片，其他條件不變，會形成白光的彩色干涉條紋，故E錯誤。故選ABD。（3）[4]由右圖可得讀數為[5]由左圖可得讀數為則相鄰亮紋的間距為（4）[6]由可得[7]代入數據解得，波長為【例題3】（2023·浙江省鎮海中學模擬）3.（1）如圖所示，小王同學做在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中發現目鏡中于涉條紋與分劃板的刻度線始終有一定的角度，下列哪個操作可以使得分劃板刻度線與干涉條紋平行________。A．僅撥動撥桿B．僅旋轉單縫C．僅前后移動凸透鏡D．僅旋轉毛玻璃處的測量頭（2）小王同學將分劃板刻度線與干涉條紋調平行后，將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如下圖所示，手輪上的示數是___________mm?！敬鸢浮竣?D②.【解析】【詳解】（1）[1]若要使得分劃板刻度線與干涉條紋平行，則僅旋轉毛玻璃處的測量頭即可，故選D。（2）[2]手輪上的示數是50mm+0.05mm×3=50.15m考點二探索創新實驗典例精析變式鞏固【例題1】4.洛埃德在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示，單色光從單縫射出，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區域里將出現干涉條紋。單縫通過平面鏡成的像是。（1）通過洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致。如果被視為其中的一個縫，___________相當于另一個“縫”；（2）實驗中已知單縫到平面鏡的垂直距離，單縫到光屏的距離，觀測到第3個亮條紋中心到第12個亮條紋中心的間距為，則該單色光的波長___________。（結果保留1位有效數字）（3）以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離___________。A．將平面鏡稍向上移動一些B．將平面鏡稍向右移動一些C．將光屏稍向右移動一些D．將光源由紅色光改為綠色光【答案】①.②.③.AC##CA【解析】【詳解】（1）[1]通過洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致,如果被視為其中的一個縫，相當于另一個“縫”。（2）[2]第3個亮條紋中心到第12個亮條紋中心的間距為，則相鄰亮條紋間距為等效雙縫間的距離為根據雙縫干涉條紋間距公式可得（3）[3]根據雙縫干涉條紋間距公式A．將平面鏡稍向上移動一些，減小，減小，則增大，A正確；B．將平面鏡稍向右移動一些，不變，不變，和都不變，則不變，B錯誤；C．將光屏稍向右移動一些，增大，則增大，C正確；D．將光源由紅色光改為綠色光，波長減小，則減小，D錯誤。故選AC。典例精析變式鞏固（2021·浙江·高考真題）5.圖示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中: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.旋轉測量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調節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.C②.D【解析】【分析】【詳解】①[1]若粗調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縫與雙縫不平行；要使條紋變得清晰，值得嘗試的是調節撥桿使單縫與雙縫平行。故選C。②[2]根據可知要增大條紋間距可以增大雙縫到光屏的距離l，減小雙縫的間距d；故選D。（2019·全國·高考真題）6.某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發光：調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學可__________；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ=_________；（3）某次測量時，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