《高考物理一轮复习讲练测》第62讲 双缝干涉测光的波长（讲）（解析版）

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第十四章 选修 3-4
本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题
型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以
计算题的形式考查．
复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个
图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，
应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为
主，不可忽视任何一个知识点.
1.理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器.[来源:Zxxk.Com]
2.观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样.
3.掌握利用公式 测波长的方法．
1． 实验原理
1
如实验原理图甲所示，电灯发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝 S时发生衍射，这时单缝 S
相当于一个单色 光源，衍射光波同时到达双缝 S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相
干光源，相邻两条明(暗)条纹间的距离 Δx与入射光波长 λ，双缝 S1、S2间距离 d及双缝与屏的距离 l有关，
其关系式为： ，因此，只要测出 Δx、d、l即可测出波长 λ.
两条相邻明(暗)条纹间的距离 Δx用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成．如实验原理图乙所示．
学科#网
2． 实验器材
双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、
刻度尺．[来源:Z|xx|k.Com]
3． 实验步骤
(1)观察双缝干涉图样
① 将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如实验原理图丁所示．
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，使光源灯丝发出的光 能沿遮光筒轴线到达光屏．
④ 安装双缝和单缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距约 5 cm～10 cm.
⑤ 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
(2)测定单色光的波长
① 安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．
② 使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，
使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数；将该条纹记为第n条亮纹，测出 n
个亮条纹间的距离 a，则相邻两亮条纹间距 .
③ 用刻度尺测量双缝到光屏间距离 l(d是已知的)．
2
④重复测量、计算，求出波长的平均值．
★重点归纳★
1． 数据处理
(1)条纹间距的计算：移动测量头的手轮，分划板中央刻线在第1条亮纹中央时读数为a1，在第n条亮纹中
央时读数为an，则.
(2)根据条纹间距与波长的关系 得，其中 d为双缝间距，l为双缝到屏的距离．
(3)测量时需测量多组数据，求λ的平均值．
2． 注意事项
(1)调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮．
(2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上．学科#网
(3)调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐，记清此时手轮上的读 数，转动手轮，使分划板
中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条纹间的距 离．
(4)不要直接测 Δx，要测多个亮条纹的间距再计算得Δx，这样可以减小误 差．
(5)白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．
3． 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.
★典型案例★用如图所示的装置测光的波长。
（1）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图
3
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