2025秋高考物理复习第十五章实验十三用双缝干涉测量光的波长课件（20页ppt）

(共20张PPT)
实验十三
用双缝干涉测量光的波长
1.实验目的
(1)了解光产生干涉的方法，观察双缝干涉图样.
(2)测定单色光的波长.
2.实验原理
如图所示，相邻两条明条纹间距Δx 与入射光波长λ，双缝 S1、
3.实验器材
双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光
筒、毛玻璃屏、测量头、学生电源、导线、刻度尺)
4.实验步骤
(1)安装仪器
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上；
②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光，调节各部件的高
度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏；
③安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单
缝的缝平行.
(2)观察与记录
①调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹；
②在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹；
③调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第 1 条亮条纹的
中心，记下手轮上的读数 x1，转动手轮，使分划板向一侧移动，
当分划板中心刻度线与第 n 条明条纹中心对齐时，记下手轮上的
刻度数 x2，则相邻两亮条纹间的距离Δx＝
④换用不同的滤光片，测量其他色光的波长.
5.数据处理
6.误差分析
(1)测条纹间距Δx 时带来误差.
(2)测量双缝到光屏间距离 l 时产生误差.
7.注意事项
(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.
考点 1 实验原理与操作
【典题1】(2024 年广东湛江二模)某实验小组用如图所示的装
置做双缝干涉实验，下列方法能使屏上两相邻亮条纹中心的间距
增大的是(
)
A.仅增大双缝到屏的距离
B.仅增大双缝间的距离
C.仅增大滤光片到单缝的距离
D.仅把绿色滤光片换成紫色滤光片
解析：由干涉条纹的间距公式Δx＝ λ可知，仅增大双缝到屏
的距离或仅减小双缝间的距离，都能使屏上两相邻亮条纹中心的
间距增大，A 正确，B 错误；滤光片到单缝的距离与两相邻亮条
纹的间距无关，C 错误；由于紫光的波长比绿光的短，所以仅把
绿色滤光片换成紫色滤光片，相邻亮条纹中心的间距减小，D 错
误.
答案：A
考点 2 实验数据的处理
【典题 2】某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，
将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示.双缝
间距 d＝0.20 mm，测得屏与双缝间的距离 L＝500 mm.然后，接
通电源使光源正常工作：
甲
乙
(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划
板中心刻线对准亮条纹 A 的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读
数为________cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准
亮条纹 B 的中心，若游标卡尺的读数为 1.67 cm，此时主尺上的
________cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长 λ＝
________m.
(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有___________
________________(至少写一条).
解析：(1)游标卡尺读数为 1.1 cm＋0.1 mm×1＝1.11 cm.若游标卡尺
读数为 1.67 cm，此时主尺上的 2.3 cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐.
改善办法有：减小双缝间距 d 或者增大双缝到屏的距离 L.
(2)减小双缝间距 d(或增大双缝到屏
答案：(1)1.11 2.3 3.2×10-7
的距离 L)
可以利用激光或反射光作为相干光源，操作简单，实验容易
成功.
考向 1 利用激光作为相干光源
【典题 3】如图所示是用激光器、缝间距可调节的双缝屏、
光屏等器材研究光的干涉现象的装置.
实验中用激光照射双缝，其目的是产生________相同的两束
光；为了增大光屏上干涉条纹的间距，只调节双缝间隙Δs，其他
条件不变，应使Δs ________(填“增大”或“减小”)；如果将红
光换为紫光，其他条件不变，光屏上干涉条纹的间距将______(填
“增大”或“减小”).
解析：实验中用激光照射双缝的作用是形成频率相同的相干
光源.由干涉条纹间距Δx＝
d
Δs
λ知，为了增大光屏上干涉条纹的间
距，应使双缝间距离Δs 减小.如果仅将红光激光器换为紫光激光
器，其他条件都不变，则光屏上干涉条纹的间距减小.
答案：频率 减小 减小
考向 2 利用反射光作为相干光源
【典题 4】1801 年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的
性质，1834 年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称为
洛埃镜实验).
(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S 为单色光源，M 为
平面镜，试用平面镜成像作图法画出 S 经平面镜反射后的光与
直接发出的光在光屏上相交的区域.
(2)设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为
a 和 l，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹，写出相邻两条亮条
纹(或暗条纹)间距离Δx 的表达式.
解析：(1)先画出 S 经平面镜的像点 S′，然后画出 S 经平面镜
成像的边界光线，其重叠区域如图所示.
(2)由题图可知 d＝2a，所以由干涉条纹间距公式得Δx＝
l
2a
λ.