第4章 第5节 用双缝干涉实验测定光的波长

1、.第五节用双缝干预实验测定光的波长12分由两个不同光源所发出的两束白光射在同一点上，不会产生干预现象这是因为A两个光源发出光的频率不同B两个光源发出光的强度不同C两个光源发出光的光速不同D这两个光源是彼此独立的，不是相干光源【解析】两束光不是相干光源【答案】D22分关于杨氏实验，以下说法中错误的选项是A单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为振动情况总是一样的波源B两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光互相抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C两波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光互相加强，屏上出现亮条纹D两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光互相抵消或削弱，屏上出现暗条纹【解析】两列

2、相干光，在波谷与波谷叠加区域，光互相加强，屏上出亮条纹，B错误【答案】B33分如图451所示的杨氏双缝干预的实验中，假如在光屏上的P是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的路程差应是图451A波长的整数倍B半波长的整数倍C只是波长的奇数倍D只是半波长的奇数倍【解析】光的干预现象出现亮条纹的条件：nn0，±1，±2【答案】A43分如图452所示，是单色光双缝干预实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点假如把屏分别放在A、B、C三个位置，那么图452AA、B、C三个位置都出现亮纹B

3、B位置出现暗纹CC位置出现亮或暗条纹由其他条件决定D以上结论都不对【解析】在干预现象中，所谓“振动加强点是指两列波在该点引起的振动方向总是一样的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某时刻它也可以位于平衡位置如图中C点，所谓“振动减弱点是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波长的振幅之差，假如两列波的振幅一样，那么该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的此题中，A、B、C连线上所有点到缝S1、S2的间隔 相等，所以A、B、C三点都是振动加强点，屏上对应出现的是亮条纹，所以A正确【答案】A课 标 导 思1.理解光波产生稳定干预图样的条件2

4、会用公式x测定波长. 学生P52一、实验目的1理解光波产生稳定干预图样的条件2观察白光及单色光的双缝干预图样3掌握用公式x测定波长的方法4会用测量头测量条纹间间隔 二、实验原理1相邻明纹暗纹间的间隔 x与入射光波长之间的定量关系推导如图453所示，双缝间距d，双缝到屏的间隔 L.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0间隔 为x的一点P，两缝与P的间隔 PS1r1，PS2r2.在线段PS2上作PMPS1，那么S2Mr2r1，因dL，三角形S1S2M可看作直角三角形有：r2r1dsin 令S2S1M图453那么：xLtan Lsin 有：r2r1d假设P处为亮纹，那么d

5、7;k，k0,1,2，解得：x±k.k0,1,2，相邻两亮纹或暗纹的中心间隔 ：x.2测量原理由公式x可知，在双缝干预实验中，d是双缝间距，是的；L是双缝到屏的间隔 ，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹或相邻两暗条纹中心间距x，即可由公式x计算出入射光波长的大小3条纹间距x的测定测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干预条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左向右挪动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的间隔 a，可求出相邻两亮纹间的间隔 x.三、实验器材双缝干预仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双

6、缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等、学生电源、导线、米尺. 学生P52一、实验步骤1按图454所示安装仪器图4542将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上3使光源发光，在光源和单缝之间加红绿色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干预条纹，撤去滤光片，观察白光的干预条纹彩色条纹4加装滤光片，通过目镜观察单色光的干预条纹，同时调节手轮，划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使分划板挪动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.5

7、将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的间隔 a，利用公式xa/n1，算出条纹间距，然后利用公式x，求出此单色光的波长d、L仪器中都已给出6换用另一滤光片，重复步骤3、4，并求出相应的波长二、本卷须知1单缝、双缝应互相平行，其中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝间隔 应相等2测双缝到屏的间隔 l可用米尺测屡次取平均值3测条纹间距x时，用测量头测出n条亮暗纹间的间隔 a，求出相邻的两条亮暗纹间的间隔 x.三、误差分析本实验为测量性实验，因此应尽一切方法减少有关测量的误差，实验中的双缝间距d是器材本身就给出的，因此另外就要注意L和x的测量1L的测量因本实验中，双缝到屏的间隔 较大，L的测量误差影响

8、不太大，也应尽量用米尺准确到mm准确去测定，假如可能，可屡次测量求平均值2条纹间距x的测定1分划板的调节，分划板上的刻线形状如图455所示，一条程度刻线，三条竖直刻线，待视场中出现明晰的干预条纹后，使竖直刻线与干预条纹平行，假设不平行，松开测量头上的紧固螺钉，转动测量头使其平行图4552假设直接测相邻两亮纹的间距x，相对误差较大，可象图456那样，转动手轮，使分划板中心刻线对齐左侧某一条明晰亮纹暗纹，记下游标尺读数x1；然后使分划板右移，让竖直中央刻线与第七条亮暗纹对齐，记下游标尺读数x7，那么x.图4563分划板刻线能否与干预条纹对齐，对测量结果影响很大，由于明、暗条纹的界限不明晰，详细的对

9、齐方法如下：把明暗纹嵌在分划板两条短刻线之间，使条纹的两边缘与短刻线的间隔 相等，这时即为对齐，如图457所示图4574为更有效地减小实验误差，x1、x7的读数应重复测几次，取其平均值一、实验原理的理解分别以红光和紫光先后用同一装置进展双缝干预实验，红>紫，在屏上得到相邻亮纹间的间隔 分别为x1和x2，那么Ax1<x2Bx1>x2C假设双缝间距d减小，而其他条件保持不变，那么x1增大D假设双缝间距d减小，而其他条件保持不变，那么x不变【导析】根据条纹间距表达式x进展分析解答【解析】该题考察条纹间距的表达式由x，红>紫，得x红>x紫，B项正确当双缝间距d减小，其他条

10、件不变时，条纹间距x应增大，故C项正确【答案】BC根据x即可得出结论1为了减少光在透镜外表由于反射带来的损失，可在透镜外表涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×107 m的绿光在垂直外表入射时使反射光干预相消，求所涂的这种增透膜的厚度？【解析】由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头外表所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干预相消，但薄膜的厚度不易过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的，使绿光在增透膜的前后两个外表上的反射光互相抵消而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化假设绿光在真空中波长为0，在增透膜中的波长为，由折射率与光速的关系和光速与波

11、长及频率的关系得：n，即，那么增透膜厚度h m1×107 m.【答案】1×107 m二、实验操作过程和实验原理的理解现有毛玻璃屏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，要把它们放在图458所示的光具座上组装成双缝干预装置，用以测量红光的波长图4581本实验的实验步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理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；用米尺测量双缝到屏的间隔 ；用测量头其读数方法同螺旋测微器测量数条亮纹间的间隔 在操作步骤时还应注意_和_2将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐

12、，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图459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，记下此时图乙中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距x为_mm.3双缝间距d为2.0×104m，测得双缝到屏的间隔 l为0.700 m，由计算公式_，求得所测红光波长为_m.图459【导析】根据实验操作规程和数据处理方法进展解答【解析】此题重点考察了实验操作规程、条纹间距与波长等数据的处理问题，这些也都是历届高考考察的热点问题1单缝与双缝的间距为510 cm，使单缝与双缝互相平行2甲图的读数为2.320 mm，乙图的读数为13.870 mm，xmm2.310 mm3由

13、x可得：x×2.310×103m6.6×107m.【答案】1见解析213.8702.310 3·x6.6×107测量头有千分尺如本例题和游标卡尺两种构造，应根据各自的读数规那么读数；利用x计算x时，一定要明确n的含义螺旋测微器是日常生活和工厂中经常使用的一种精度较高的测量长度的仪器，能正确地使用和读数是一种起码的技能，它是高考的热点螺旋测微器的读数原那么是：以mm为单位；整数部分由固定刻度的整数决定；小数部分那么由固定部分的半刻度和可动部分的示数共同决定：假设固定部分过半刻线，那么可动部分的示数加上“0.5，假设没有过半刻线，就由可动部分的示数

14、来确定，有一点必须明确，示数一定要读到小数点后面的第三位. 2用双缝干预测光的波长，实验中采用双缝干预仪，它包括以下元件：A白炽灯，B.单缝片，C.光屏，D.双缝，E.滤光片其中双缝和光屏连在遮光筒上1把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是A_A已写好2正确调节后，在屏上观察到红光干预条纹，用测量头测出10条红亮纹间的间隔 为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的间隔 为b，那么一定有_大于_【解析】双缝干预仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源，滤光片、单缝、双缝、屏，或把它们全部倒过来，因此题第一项已经填好，故答案是唯一的由x知，波长越长，条纹越宽，间距越大，

15、或由干预条纹的特征均可得出a一定大于b.【答案】1EBDC2ab三、实验误差分析在“用双缝干预实验测定光的波长的实验中，假设测量头中的分划板中心刻度线与干预条纹不平行，出现如图4510所示的情形，在这种情况下用测量出的相邻明或暗条纹间距x计算光波波长，那么计算出的波长和光的实际波长0的关系是图4510A>0B0C<0 D无法确定【导析】分析判断出x的变化，再由x即可得出结果【解析】由图4510可以看出，分划板中心刻度线与干预条纹不平行导致相邻明或暗条纹间距x偏大，从而使计算出的光波波长x偏大，故答案选A.【答案】A由x可知，对的测量产生影响的主要有两个因素，即L和x的测量值. 1某

16、同学在做双缝干预实验时，按图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干预图样，这可能是由于A光束的中央轴线与遮盖光筒的轴线不一致，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【解析】安装实验器件时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要互相平行，才能使实验成功当然还要使光源发出的光束不致太暗据上分析，可知选项A、C正确【答案】AC2在双缝干预实验中，中间明条纹零级明条纹到双缝的路程差为零，那么从双缝到第三级明条纹之间的路程差是A1.5B2C2.5 D3【解析】由xnn0、1、2、3可知屏上的第三级亮条纹对应n3.【答案】D3如图4511为双缝干预实验中产生的条纹图样：甲图为绿光进展实验的图样，a为中央亮条纹；乙为换用另一种单色光进展实验的图样，a为中央亮条纹那么以下说法正确的选项是图4511A乙图可能是用红光实验产生的条纹，说明红光波长较长B乙图可能是用紫光实验产生的条纹，说明紫光波长较长C乙图可能是用紫光实验产生的条纹，说明紫光波长较短D乙图可能是用红光实验产生的条纹，说明红光波长较短【解析】由图可知，乙图中的条纹间距大，由x可知乙>甲，A正确【答案】A4在“用双缝干预测光的波长的实验中，装置如图4512