实验十五 用双缝干涉测光的波长实验准备 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．实验原理图S15-1 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)，学生电源、导线、刻度尺．实验过程 实验步骤1．观察干涉条纹遮光筒毛玻璃屏(1)将光源、________、________依次安放在光具座上，如图S15-2所示．图S15-2(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．(3)调节各器件的高度，使光源发出的光能沿________到达光屏．轴线双缝单缝轴线平行(4)安装__________和_________，中心大致位于遮光筒的_______上，使双缝与单缝的缝________，二者间距约5～10cm，这时，可观察白光的干涉条纹．滤光片毛玻璃屏(5)在单缝和光源间放上________．(6)用刻度尺测量双缝到_________的距离L(d是已知的)．(7)重复测量．2．测定单色光的波长干涉手轮上1(1)安装测量头，调节至可清晰观察到________条纹．(2)使分划板________对齐某条亮条纹的中央，记下______的读数a1，将该条纹记为第________条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的________，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第________条亮纹．中央n中心刻线数据处理(1)条纹间距Δx＝________.观察单色光的干涉条纹．(2)波长λ＝________.(3)计算多组数据，求λ的平均值．实验分析误差分析(1)双缝到屏的距离l的测量存在误差．(2)测条纹间距Δx带来的误差.①干涉条纹没有调整到最清晰的程度.②误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度.③分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．【基础
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】(2015年湖北八校联考)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题．(1)如图S15-3中甲、乙两图所示都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______．图S15-3甲(2)将下
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中的光学元件放在图S15-3丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．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，表示各光学元件的排列顺序应为_________.(填写元元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片件代号)CEDBA(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离L＝0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图S15-4甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图乙所示，则其示数为______mm；在B位置时游标卡尺如图丙所示．由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为___________m.111.106.4×10－7图S15-4》》》考点1实验操作及实验现象分析⊙重点归纳1．保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴．2．保持单缝和双缝平行．⊙典例剖析例1：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S15-5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S15-5(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___________．解析：(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光，单缝D是获取线光源，双缝B是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上．所以排列顺序为：C、E、D、B、A.(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上．答案：(1)EDB单缝和双缝间距离(2)旋转单缝、双缝时，必须使缝平行要适当【考点练透】1．(2015年山西太原模拟)(1)如图S15-6所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取__________________或______________的方法．图S15-6(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读下手轮的读数如图S15-7甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是______mm.图S15-7(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是________m．(计算结果保留三位有效数字)答案：(1)滤光片单缝双缝增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离(2)②③(3)1.610(4)5.37×10－7》》》考点2数据处理与误差分析⊙典例剖析例2：(2015年新课标卷Ⅰ)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比Δx1____Δx2(填“＞”“＜”或“＝”)．若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为________mm.答案：>0.3【考点练透】2．(2015年福建厦门联考)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图S15-8所示．图S15-8(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，
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出以下几点：A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D．干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是________．(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图S15-9甲所示，该读数为______mm.图S15-9(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值_____实际值．(填“大于”“小于”或“等于”)答案：(1)滤光片单缝双缝增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离(2)②③(3)1.610(4)5.37×10－7
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