2025秋高考物理复习专题十二机械振动光学实验十四用双缝干涉测光的波长课件（20页PPT）

(共20张PPT)
实验十四　用双缝干涉测光的波长
3.实验步骤
（1）观察干涉条纹.
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，使光源发出的光能沿轴线到达光屏.
④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距5~10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹.
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，记下手轮上的示数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央，记下手轮上的示数a2，将该条纹记为第n条亮纹.
③用刻度尺测量双缝到光屏的距离l（d已知）.
④改变d和l，重复测量.
（3）光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近.
（4）照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行，故应正确调节.
6.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带来误差.
①干涉条纹没有调整到最清晰的程度.
②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.
③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.
例题　（2024年河北卷）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等.
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
根据表中数据，判断单色光1为　　　　（填“红光”或“绿光”）.
类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
绿光
A
甲
（2）测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图乙所示，
其示数为　　　　mm.
1.970
乙
【解析】（1）调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，无须放上单缝和双缝，A错误.
（2）主尺的示数为1.5 mm，可动尺的示数为47.0×0.01 mm=0.470 mm，总的示数为（1.5+0.470） mm=1.970 mm.
知识巩固练
1.（多选）利用如图所示装置研究双缝干涉现象时，下列说法正确的是 （　　）
A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
（本栏目对应学生用书P441）
ABD
2.在“用双缝干涉测量光波长”的实验中，用图甲装置测量红光的波长.
（1）图甲中标示器材P应为　　　　.
A.凸透镜 B.凹透镜
C.红色滤光片 D.红色毛玻璃片
（2）图乙为干涉图样，转动测量头上的
手轮，使分划板中心刻线对准图乙所示的
明条纹A的中心，此时游标卡尺的示数如图丙所示，则游标卡尺的读数
x1=　　　　mm.
C　
0.4　
（3）再转动手轮，使分划板中心刻线向右边移动，直到对准明条纹B的中心，此时游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距离d=0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0 cm，则该单色光的波长是　　　　nm.
720
综合提升练
3.（2024年深圳实验学校模拟）如图甲所示是用“双缝干涉测量光的波长”实验装置图.
（1）已知单缝与双缝间的距离L1=100 mm，双缝与屏间的距离L2=800 mm，双缝间距d=0.25 mm.用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度线对准第1条亮纹的中心（如图乙所示），此时手轮的读数如图丙所示，是　　　mm，转动测量头，使分划板中心刻度线对准第4条亮纹的中心，此时手轮的读数如图丁所示.则该被测光的波长为　　 　m（保留两位有效数字）.
2.190
5.9×10-7
（2）图戊为上述实验装置的简化示意图.S为单缝，S1，S2为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹.若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到　　　.
A.干涉条纹消失
B.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移
C.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移
B
（2）实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，A错误；对于中央亮纹来说，从单缝S经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0，SS1>SS2，SS1+S1P=SS2+S2P，那么S1P