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實驗十三
用雙縫干涉測量光的波長
1.實驗目的
(1)了解光產生干涉的方法，觀察雙縫干涉圖樣.
(2)測定單色光的波長.
2.實驗原理
如圖所示，相鄰兩條明條紋間距Δx 與入射光波長λ，雙縫 S1、
3.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、毛玻璃屏、測量頭、學生電源、導線、刻度尺)
4.實驗步驟
(1)安裝儀器
①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上；
②接好光源，打開開關，使燈絲正常發光，調節各部件的高
度，使光源燈絲發出的光能沿軸線到達光屏；
③安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸線上，使雙縫和單
縫的縫平行.
(2)觀察與記錄
①調單縫與雙縫間距為幾厘米時，觀察白光的干涉條紋；
②在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋；
③調節測量頭，使分劃板中心刻度線對齊第 1 條亮條紋的
中心，記下手輪上的讀數 x1，轉動手輪，使分劃板向一側移動，
當分劃板中心刻度線與第 n 條明條紋中心對齊時，記下手輪上的
刻度數 x2，則相鄰兩亮條紋間的距離Δx＝
④換用不同的濾光片，測量其他色光的波長.
5.數據處理
6.誤差分析
(1)測條紋間距Δx 時帶來誤差.
(2)測量雙縫到光屏間距離 l 時產生誤差.
7.注意事項
(1)保證燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒共軸.
(2)保持單縫和雙縫平行.
考點 1 實驗原理與操作
【典題1】(2024 年廣東湛江二模)某實驗小組用如圖所示的裝
置做雙縫干涉實驗，下列方法能使屏上兩相鄰亮條紋中心的間距
增大的是(
)
A.僅增大雙縫到屏的距離
B.僅增大雙縫間的距離
C.僅增大濾光片到單縫的距離
D.僅把綠色濾光片換成紫色濾光片
解析：由干涉條紋的間距公式Δx＝ λ可知，僅增大雙縫到屏
的距離或僅減小雙縫間的距離，都能使屏上兩相鄰亮條紋中心的
間距增大，A 正確，B 錯誤；濾光片到單縫的距離與兩相鄰亮條
紋的間距無關，C 錯誤；由于紫光的波長比綠光的短，所以僅把
綠色濾光片換成紫色濾光片，相鄰亮條紋中心的間距減小，D 錯
誤.
答案：A
考點 2 實驗數據的處理
【典題 2】某實驗小組在用雙縫干涉測光的波長的實驗中，
將雙縫干涉實驗儀器按要求安裝在光具座上，如圖甲所示.雙縫
間距 d＝0.20 mm，測得屏與雙縫間的距離 L＝500 mm.然后，接
通電源使光源正常工作：
甲
乙
(1)某同學在測量時，轉動手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃
板中心刻線對準亮條紋 A 的中心，如圖乙所示，則游標卡尺的讀
數為________cm；然后他繼續轉動手輪，使分劃板中心刻線對準
亮條紋 B 的中心，若游標卡尺的讀數為 1.67 cm，此時主尺上的
________cm 刻度與游標尺上某條刻度線對齊；入射光的波長 λ＝
________m.
(2)若實驗中發現條紋太密，可采取的改善辦法有___________
________________(至少寫一條).
解析：(1)游標卡尺讀數為 1.1 cm＋0.1 mm×1＝1.11 cm.若游標卡尺
讀數為 1.67 cm，此時主尺上的 2.3 cm 刻度與游標尺上某條刻度線對齊.
改善辦法有：減小雙縫間距 d 或者增大雙縫到屏的距離 L.
(2)減小雙縫間距 d(或增大雙縫到屏
答案：(1)1.11 2.3 3.2×10-7
的距離 L)
可以利用激光或反射光作為相干光源，操作簡單，實驗容易
成功.
考向 1 利用激光作為相干光源
【典題 3】如圖所示是用激光器、縫間距可調節的雙縫屏、
光屏等器材研究光的干涉現象的裝置.
實驗中用激光照射雙縫，其目的是產生________相同的兩束
光；為了增大光屏上干涉條紋的間距，只調節雙縫間隙Δs，其他
條件不變，應使Δs ________(填“增大”或“減小”)；如果將紅
光換為紫光，其他條件不變，光屏上干涉條紋的間距將______(填
“增大”或“減小”).
解析：實驗中用激光照射雙縫的作用是形成頻率相同的相干
光源.由干涉條紋間距Δx＝
d
Δs
λ知，為了增大光屏上干涉條紋的間
距，應使雙縫間距離Δs 減小.如果僅將紅光激光器換為紫光激光
器，其他條件都不變，則光屏上干涉條紋的間距減小.
答案：頻率 減小 減小
考向 2 利用反射光作為相干光源
【典題 4】1801 年，托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究了光波的
性質，1834 年，洛埃利用平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
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，光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋，寫出相鄰兩條亮條
紋(或暗條紋)間距離Δx 的表達式.
解析：(1)先畫出 S 經平面鏡的像點 S′，然后畫出 S 經平面鏡
成像的邊界光線，其重疊區域如圖所示.
(2)由題圖可知 d＝2a，所以由干涉條紋間距公式得Δx＝
l
2a
λ.

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