資源簡介

5．實驗：用雙縫干涉測量光的波長
1．掌握雙縫干涉測量波長的原理。
2．學會安裝實驗器材，并能進行正確的實驗操作、測量光的波長。
一、實驗原理與方法
1．實驗原理
如圖所示，兩縫之間的距離為d，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略。
兩縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0，雙縫到屏的距離OP0＝l。則相鄰兩條亮條紋或暗條紋的中心間距Δx＝λ。
2．測量原理
由公式Δx＝λ可知，在雙縫干涉實驗中，d是雙縫間距，是已知的；l是雙縫到屏的距離，可以測出，那么，只要測出相鄰亮條紋(或相鄰兩暗條紋)中心間距Δx，即可由公式λ＝Δx計算出入射光波長的大小。
3．條紋間距Δx的測定
甲　　　　　　　　乙
如圖甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，測量時先轉動測量頭，讓分劃板中心刻線與亮條紋的中心對齊，記下此時手輪上的讀數，然后轉動手輪，使分劃板向左(向右)移動至分劃板的中心刻線與另一相鄰亮條紋的中心對齊，如圖乙所示，記下此時讀數，再轉動手輪，用同樣的方法測出n條亮紋間的距離a，可求出相鄰兩亮紋間的距離Δx＝。
二、實驗器材
雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學生電源、導線、米尺。
三、實驗步驟
1．按如圖所示安裝儀器。
2．將光源中心、單縫中心、雙縫中心調節在遮光筒的中心軸線上。
3．使光源發光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測量頭，仔細調節目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)。
4．加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調節手輪，分劃板的中心刻線對齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數，然后繼續轉動使分劃板移動，直到分劃板的中心刻線對齊另一條紋中心，記下此時手輪讀數和移過分劃板中心刻度線的條紋數n。
5．將兩次手輪的讀數相減，求出n條亮紋間的距離a，利用公式Δx＝，算出相鄰兩條亮條紋間距，然后利用公式λ＝Δx，求出此單色光的波長λ(d儀器中已給出，l可用米尺測出)。
6．重復測量、計算，求出波長的平均值。
7．換用另一濾光片，重復實驗。
四、誤差分析
本實驗為測量性實驗，因此應盡一切辦法減少有關測量的誤差。實驗中的雙縫間距d是器材本身給出的，因此本實驗要注意l和Δx的測量。光波的波長很小，l、Δx的測量對波長的影響很大。
1．雙縫到屏的距離l的測量誤差
因本實驗中雙縫到屏的距離非常長，l的測量誤差不太大，但也應選用毫米刻度尺測量，并用多次測量求平均值的辦法減小相對誤差。
2．測條紋間距Δx帶來的誤差
(1)干涉條紋沒有調到最清晰的程度。
(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。
(3)測量多條亮條紋間距時讀數不準確。
(4)利用“累積法”測n條亮紋間距，再求Δx＝，并且采用多次測量求Δx的平均值的方法進一步減小誤差。
五、注意事項
1．雙縫干涉儀是比較精密的實驗儀器，要輕拿輕放， 不要隨便拆分遮光筒、測量頭等元件。
2．安裝時，要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直。
3．光源使用線狀長絲燈泡，調節時使之與單縫平行且靠近。
4．實驗中會出現屏上的光很弱的情況，主要是燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋是否清晰與單縫和雙縫是否平行有關系。
類型一　實驗操作過程及儀器讀數
【典例1】　某同學用以下裝置來做“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗：
(1)在本實驗中，需要利用關系式Δx＝λ來求解某色光的波長，其中l和d一般為已知量，所以測量Δx是本實驗的關鍵，觀察下面的圖像，你認為在實際操作中應選下列圖中的______________(選填“甲”或“乙”)圖更為合適。
(2)在實際操作中，我們通常會通過測n條亮紋間的距離取平均值的方法來減小測量誤差。已知實驗所用的測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，使用50分度的游標卡尺。某同學在成功觀察到干涉圖像后，開始進行數據記錄，具體操作如下：從目鏡中觀察干涉圖像同時調節手輪，測量了第1條亮條紋與第6條亮條紋之間的距離，初末位置游標卡尺的示數如圖所示，則相鄰兩條亮條紋的間距Δx＝______________ mm。
(3)若在實驗當中，某同學觀察到測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上。若繼續移動目鏡觀察，將會使測量結果出現偏差，所以需要對儀器進行調整，使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上。下面操作中可行的有______________。
A．調節撥桿方向
B．其他不動，測量頭旋轉一個較小角度
C．其他不動，遮光筒旋轉一個較小角度
D．將遮光筒與測量頭整體旋轉一個較小角度
(4)在寫實驗報告時，實驗要求學生將目鏡中所觀察到的現象描繪出來，甲同學和乙同學分別畫了移動目鏡時所觀察到的初末兩個視場區，你覺得______________的圖像存在造假現象。
[解析]　(1)在實際操作中標度線在亮條紋中容易觀察，則應選甲圖更為合適。
(2)50分度游標卡尺的精確值為0.02 mm，初末位置游標卡尺的示數分別為
0.5 cm＋40×0.02 mm＝5.80 mm
1.5 cm＋10×0.02 mm＝15.20 mm
則相鄰兩條亮條紋的間距為
Δx＝ mm＝1.88 mm。
(3)首先要明確各器件的作用，撥動撥桿的作用是為了使單縫和雙縫平行，獲得清晰的干涉圖樣，因為已有清晰的干涉圖樣，所以不用調節；題中出現的問題是分劃板中心刻度線與干涉條紋不平行，應調節測量頭使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上，故應其他不動，測量頭旋轉一個較小角度；或者其他不動，遮光筒旋轉一個較小角度，B、C正確，A、D錯誤。故選BC。
(4)實驗中移動目鏡時，分劃板中心刻度線不應該移動，則甲同學的圖像存在造假現象。
[答案]　(1)甲　(2)1.88　(3)BC　(4)甲同學
類型二　實驗數據處理
【典例2】　利用雙縫干涉測定單色光波長，某同學在做該實驗時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中心時(圖甲)，游標卡尺的示數如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時(圖乙)，游標卡尺的示數如圖丁所示，已知雙縫間距為0.5 mm，從雙縫到屏的距離為1 m，則圖丙中游標卡尺的示數為______________ mm；圖丁游標卡尺的示數為______________ mm。在實驗中，所測單色光的波長為______________ m。在本實驗中如果在雙縫上各有一個紅色和綠色濾光片，那么在光屏上將______________(選填“能”或“不能”)看到明暗相間的條紋。
甲　　　　　　乙
丙　　　　　　丁
[解析]　根據游標卡尺的原理，可讀出圖丙的示數為1.1 cm＋4×0.1 mm＝11.4 mm；圖丁的示數為1.6 cm＋8×0.1 mm＝16.8 mm。Δy＝ mm＝1.35 mm。又根據Δy＝λ，則λ＝＝6.75×10-7 m。
當在雙縫上各有一個紅色和綠色濾光片時，不滿足干涉條件，故不能看到明暗相間的條紋。
[答案]　11.4　16.8　6.75×10-7　不能
類型三　創新實驗設計
【典例3】　1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質。1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結果(稱為洛埃鏡實驗)。
(1)洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡。試用平面鏡成像作圖法畫出S經平面鏡反射后的光與直接發出的光在光屏上相交的區域。
(2)設光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和l，在光屏上形成干涉條紋，測出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離為Δx。寫出光的波長λ的表達式。
[解析]　(1)根據平面鏡成像特點(對稱性)，先作出S在鏡中的像S′，畫出邊緣光線，范圍如圖所示。此范圍即為相交區域。
(2)楊氏雙縫干涉實驗中干涉條紋寬度與雙縫間距、縫屏距離、光波波長之間的關系為Δx＝λ，又因為d＝2a，所以λ＝Δx。
[答案]　(1)見解析圖　(2)λ＝Δx
1．某同學“用雙縫干涉測量光的波長”。
(1)如圖所示，若將某單色光束照在雙縫上，在光屏上觀察到的現象是圖乙，圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋。換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將______________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將______________(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)。
　
(2)為測量該單色光的波長，將光束垂直射向間距為d的雙縫(每個縫的寬度都很窄，寬度可忽略)，在雙縫后面距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋。現使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經測量得出5條亮條紋之間的距離為a，則該單色光的波長為______________。
[解析]　(1)根據雙縫干涉條紋間距公式
Δx＝λ
可知在其他條件不變，換用間隙更小的雙縫即d減小時，條紋寬度變寬；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離即L減小，則條紋寬度變窄。
(2)由題意可知，雙縫干涉相鄰亮條紋的間距為
Δx＝
根據Δx＝λ
可知，該單色光的波長為
λ＝＝。
[答案]　(1)變寬　變窄　(2)
2．如圖甲是利用雙縫干涉測量某單色光波長的實驗裝置。其中，裝置______________(選填“A”或“B”)的作用是獲取兩束相干光源。利用該儀器測量光的波長時圖乙是第1條亮條紋的位置，此時觀測裝置上螺旋測微器的讀數為______________ mm，圖丙是第4條亮條紋的位置，已知雙縫之間的距離是0.25 mm，雙縫到毛玻璃屏的距離是700 mm，可見光中不同顏色單色光的波長范圍已在表格中列出，由此可推知，圖甲中的濾光片是______________色。
可見光的波長范圍
單色光 顏色 紅 橙 黃 綠 青 藍 紫
波長 范圍 (單位： nm) 620～ 760 592～ 620 578～ 592 500～ 578 464～ 500 446～ 464 400～ 446
[解析]　題圖甲中裝置A是單縫，裝置B是雙縫，雙縫的作用是獲取相干光源。
根據螺旋測微器的讀數規則可知題圖乙螺旋測微器的讀數為2.0 mm＋0.190 mm＝2.190 mm，題圖丙螺旋測微器的讀數是7.5 mm＋0.368 mm＝7.868 mm；則相鄰兩條亮條紋間的距離Δx≈1.893 mm，
根據題意知d＝0.25 mm，L＝700 mm，由雙縫干涉條紋間距公式
Δx＝λ
解得實驗所用單色光的波長為
λ＝＝676 nm
根據題表中數據可知實驗所用光是紅光，因此裝置中的濾光片是紅色濾光片。
[答案]　B　2.190　紅
3．(1)在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，備有下列儀器：
A．白熾燈　B．雙縫　C．單縫　D．濾光片　E．白色光屏
把以上儀器裝在光具座上時，正確的排列順序應該是__________ (填寫字母代號)。
(2)已知雙縫到光屏之間的距離L＝500 mm，雙縫之間的距離d＝0.50 mm，單縫到雙縫之間的距離s＝100 mm，某同學在用測量頭測量時，調整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準A亮條紋的中心，然后他繼續轉動，使分劃板中心刻線對準B亮條紋的中心，前后兩次游標卡尺的讀數如圖所示。則入射光的波長λ＝______________m(結果保留2位有效數字)。
(3)實驗中發現條紋太密，難以測量，可以采用的改善辦法有______________。
A．改用波長較長的光(如紅光)作為入射光
B．增大雙縫到屏的距離
C．增大雙縫到單縫的距離
D．增大雙縫間距
[解析]　(1)要產生單色光，需將白光通過濾光片，再通過單縫形成線光源，最后通過雙縫，在光屏上產生干涉條紋，所以正確的排列順序應該是ADCBE。
(2)游標卡尺讀數精確度為0.1 mm，A位置主尺讀數為11 mm，游標尺對齊刻度的讀數為1，讀數為x1＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，同理B位置讀數為x2＝15.6 mm，則條紋間距Δx＝≈0.64 mm，則λ＝Δx＝6.4×10-7 m。
(3)由Δx＝λ可知，要增大條紋間距，可用波長更長的入射光或增大雙縫到屏的距離，故A、B正確。
[答案]　(1)ADCBE　(2)6.4×10-7　(3)AB
4．現有毛玻璃屏A、雙縫B、白色光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。
(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、__________、A。
(2)本實驗的步驟有：
①取下遮光筒左側的元件，調節光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；
②按合理順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；
③用米尺測量雙縫到屏的距離；
④用測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)測量數條亮紋間的距離。
在操作步驟②時還應注意單縫、雙縫應________________________________ ________________________________________且______________。
(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖甲所示。然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數為______________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx＝______________mm。
甲　　　　乙
(4)已知雙縫間距d為2.0×10-4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計算式λ＝______________，求得所測紅光波長為______________nm。
[解析]　(1)由左至右依次放置白色光源C、濾光片E、單縫D、雙縫B、毛玻璃屏A。
(2)單縫、雙縫應相互平行并與遮光筒軸線垂直。
(3)題圖甲的示數為2.320 mm，題圖乙的示數為13.870 mm，則Δx＝ mm＝2.310 mm。
(4)由Δx＝λ得
λ＝Δx＝×2.310×10-3 m＝6.60×10-7 m＝660 nm。
[答案]　(1)E、D、B　(2)相互平行　與遮光筒軸線垂直　(3)13.870　2.310　(4)Δx　660
5．某同學在實驗室找到了一臺陳舊的激光器，銘牌已模糊不清，為了測出該激光器發出光的波長，他在實驗室中進行了以下操作：
a．將雙縫放置在距墻面恰好是5塊完整地板磚的位置；
b．用激光器照射雙縫，在墻面上得到了如圖所示的清晰的干涉條紋(陰影部分為亮條紋)。
(1)圖中第五條亮條紋中心位置的讀數為______________cm，相鄰兩條亮條紋間距Δx＝______________cm。
(2)已知所用雙縫的寬度d＝0.10 mm，實驗室的地面由“80 cm×80 cm”的地板磚鋪成，則該激光器發出光的波長為______________m(結果保留2位有效數字)。
[解析]　(1)刻度尺的分度值為1 mm，需要估讀到分度值的下一位，根據刻度尺的讀數規則，可得第五條亮條紋中心位置的讀數為x5＝10.45 cm。
第一條亮條紋中心位置的讀數為x1＝0.57 cm，則相鄰兩條亮條紋間距Δx＝＝2.47 cm。
(2)所用雙縫的寬度d＝0.10 mm＝0.1×10-3 m，雙縫到墻面的距離L＝80 cm×5＝400 cm＝4 m，根據干涉條紋間距公式Δx＝λ，代入數據解得波長λ≈6.2×10-7 m。
[答案]　(1)10.45　2.47　(2)6.2×10-7
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共44張PPT)
5．實驗：用雙縫干涉測量光的波長
第四章　光及其應用
學習任務
1．掌握雙縫干涉測量波長的原理。
2．學會安裝實驗器材，并能進行正確的實驗操作、測量光的波長。
必備知識·自主預習儲備
3．條紋間距Δx的測定
甲　　　　　　　　乙
二、實驗器材
雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學生電源、導線、米尺。
三、實驗步驟
1．按如圖所示安裝儀器。
2．將光源中心、單縫中心、雙縫中心調節在遮光筒的中心軸線上。
3．使光源發光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測量頭，仔細調節目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)。
四、誤差分析
本實驗為測量性實驗，因此應盡一切辦法減少有關測量的誤差。實驗中的雙縫間距d是器材本身給出的，因此本實驗要注意l和Δx的測量。光波的波長很小，l、Δx的測量對波長的影響很大。
1．雙縫到屏的距離l的測量誤差
因本實驗中雙縫到屏的距離非常長，l的測量誤差不太大，但也應選用毫米刻度尺測量，并用多次測量求平均值的辦法減小相對誤差。
五、注意事項
1．雙縫干涉儀是比較精密的實驗儀器，要輕拿輕放， 不要隨便拆分遮光筒、測量頭等元件。
2．安裝時，要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直。
3．光源使用線狀長絲燈泡，調節時使之與單縫平行且靠近。
4．實驗中會出現屏上的光很弱的情況，主要是燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋是否清晰與單縫和雙縫是否平行有關系。
關鍵能力·情境探究達成
類型一　實驗操作過程及儀器讀數
【典例1】　某同學用以下裝置來做“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗：
甲
(2)在實際操作中，我們通常會通過測n條亮紋間的距離取平均值的方法來減小測量誤差。已知實驗所用的測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，使用50分度的游標卡尺。某同學在成功觀察到干涉圖像后，開始進行數據記錄，具體操作如下：
從目鏡中觀察干涉圖像同時調節手輪，
測量了第1條亮條紋與第6條亮條紋之間
的距離，初末位置游標卡尺的示數如圖
所示，則相鄰兩條亮條紋的間距Δx＝
________ mm。
1.88
(3)若在實驗當中，某同學觀察到測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上。若繼續移動目鏡觀察，將會使測量結果出現偏差，所以需要對儀器進行調整，使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上。下面操作中可行的有_____。
A．調節撥桿方向
B．其他不動，測量頭旋轉一個較小角度
C．其他不動，遮光筒旋轉一個較小角度
D．將遮光筒與測量頭整體旋轉一個較小角度
BC
(4)在寫實驗報告時，實驗要求學生將目鏡中所觀察到的現象描繪出來，甲同學和乙同學分別畫了移動目鏡時所觀察到的初末兩個視場區，你覺得__________的圖像存在造假現象。
甲同學
(3)首先要明確各器件的作用，撥動撥桿的作用是為了使單縫和雙縫平行，獲得清晰的干涉圖樣，因為已有清晰的干涉圖樣，所以不用調節；題中出現的問題是分劃板中心刻度線與干涉條紋不平行，應調節測量頭使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上，故應其他不動，測量頭旋轉一個較小角度；或者其他不動，遮光筒旋轉一個較小角度，B、C正確，A、D錯誤。故選BC。
(4)實驗中移動目鏡時，分劃板中心刻度線不應該移動，則甲同學的圖像存在造假現象。
類型二　實驗數據處理
【典例2】　利用雙縫干涉測定單色光波長，某同學在做該實驗時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中心時(圖甲)，游標卡尺的示數如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時(圖乙)，游標卡尺的示數如圖丁所示，已知雙縫間距為0.5 mm，從雙縫到屏的距離為1 m，則圖丙中游標卡尺的示數為_________ mm；圖丁游標卡尺的示數為_________ mm。在實驗中，所測單色光的波長為__________ m。在本實驗中如果在雙縫上各有一個紅色和綠色濾光片，那么在光屏上將__________(選填“能”或“不能”)
看到明暗相
間的條紋。
甲　　　　　 　乙
丙　　　　　　丁
11.4
16.8　
6.75×10-7
不能
類型三　創新實驗設計
【典例3】　1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質。1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結果(稱為洛埃鏡實驗)。
(1)洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡。試用平面鏡成像作圖法畫出S經平面鏡反射后的光與直接發出的光在光屏上相交的區域。
(2)設光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和l，在光屏上形成干涉條紋，測出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離為Δx。寫出光的波長λ的表達式。
[解析]　(1)根據平面鏡成像特點(對稱性)，先作出S在鏡中的像S′，畫出邊緣光線，范圍如圖所示。此范圍即為相交區域。
學習效果·隨堂評估自測
1．某同學“用雙縫干涉測量光的波長”。
(1)如圖所示，若將某單色光束照在雙縫上，在光屏上觀察到的現象是圖乙，圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋。換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將_______；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)。
2
4
3
題號
1
5
變寬
變窄
2
4
3
題號
1
5
(2)為測量該單色光的波長，將光束垂直射向間距為d的雙縫(每個縫的寬度都很窄，寬度可忽略)，在雙縫后面距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經測量得出5條亮條紋之間的距離為a，則該單色光的波長為_____。
2
4
3
題號
1
5

2
4
3
題號
1
5
2
4
3
題號
1
5
2．如圖甲是利用雙縫干涉測量某單色光波長的實驗裝置。其中，裝置____ (選填“A”或“B”)的作用是獲取兩束相干光源。利用該儀器測量光的波長時圖乙是第1條亮條紋的位置，此時觀測裝置上螺旋測微器的讀數為_______ mm，圖丙是第4條亮條紋的位置，已知雙縫之間的距離是0.25 mm，雙縫到毛玻璃屏的距離是700 mm，可見光中不同顏色單色光的波長范圍已在表格中列出，由此可推知，圖甲中的濾光片是_____色。
2
4
3
題號
1
5
B
2.190
紅
2
4
3
題號
1
5
可見光的波長范圍
2
4
3
題號
1
5
單色光
顏色 紅 橙 黃 綠 青 藍 紫
波長
范圍
(單位：
nm) 620～
760 592～
620 578～
592 500～
578 464～
500 446～
464 400～
446
2
4
3
題號
1
5
2
4
3
題號
1
5
3．(1)在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，備有下列儀器：
A．白熾燈　B．雙縫　C．單縫　D．濾光片　E．白色光屏
把以上儀器裝在光具座上時，正確的排列順序應該是________ (填寫字母代號)。
2
4
3
題號
1
5
ADCBE
(2)已知雙縫到光屏之間的距離L＝500 mm，雙縫之間的距離d＝0.50 mm，單縫到雙縫之間的距離s＝100 mm，某同學在用測量頭測量時，調整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準A亮條紋的中心，然后他繼續轉動，使分劃板中心刻線對準B亮條紋的中心，前后兩次游標卡尺的讀數如圖所示。則入射光的波長λ＝___________m(結果保留2位有
效數字)。
2
4
3
題號
1
5
6.4×10-7
(3)實驗中發現條紋太密，難以測量，可以采用的改善辦法有_______。
A．改用波長較長的光(如紅光)作為入射光
B．增大雙縫到屏的距離
C．增大雙縫到單縫的距離
D．增大雙縫間距
2
4
3
題號
1
5
AB
2
4
3
題號
1
5
4．現有毛玻璃屏A、雙縫B、白色光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。
(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、_________、A。
2
4
3
題號
1
5
E、D、B
(2)本實驗的步驟有：
①取下遮光筒左側的元件，調節光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；
②按合理順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；
③用米尺測量雙縫到屏的距離；
2
4
3
題號
1
5
④用測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)測量數條亮紋間的距離。
在操作步驟②時還應注意單縫、雙縫應________________且_____________________。
(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖甲所示。然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數為___________mm，
求得相鄰亮紋的間距Δx＝___________mm。
2
4
3
題號
1
5
甲　　　　乙
相互平行
與遮光筒軸線垂直
13.870
2.310
(4)已知雙縫間距d為2.0×10-4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計算式λ＝________，求得所測紅光波長為_____nm。
2
4
3
題號
1
5
660
2
4
3
題號
1
5
5．某同學在實驗室找到了一臺陳舊的激光器，銘牌已模糊不清，為了測出該激光器發出光的波長，他在實驗室中進行了以下操作：
a．將雙縫放置在距墻面恰好是5塊完整地板磚的位置；
b．用激光器照射雙縫，在墻面上得到了如圖所示的清晰的干涉條紋(陰影部分為亮條紋)。
2
4
3
題號
1
5
(1)圖中第五條亮條紋中心位置的讀數為_______cm，相鄰兩條亮條紋間距Δx＝_______cm。
(2)已知所用雙縫的寬度d＝0.10 mm，實驗室的地面由
“80 cm×80 cm”的地板磚鋪成，則該激光器發出光的波長為_________ m (結果保留2位有效數字)。
2
4
3
題號
1
5
10.45
2.47
6.2×10-7
2
4
3
題號
1
5

展開更多......

收起↑