2021-2022人教版高中物理选择性必修一 第四章 第三节 光的干涉学案（第二课时）

1、实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验原理与方法1相邻明纹(暗纹)间的距离x与入射光波长之间的定量关系相邻两亮纹或暗纹的中心距离：xeq f(l,d).在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；l是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距x，即可由公式eq f(d,l)x计算出入射光波长的大小3条纹间距x的测定如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对齐，如图乙所示，记下此时读数，再转动手轮，用同样

2、的方法测出n条亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离x.二、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、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺三、实验步骤1按图所示安装仪器2将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上3使光源发光，在光源和单缝之间加红(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)4加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动使

3、分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.5将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a，利用公式xeq f(a,n1)，算出条纹间距，然后利用公式eq f(d,l)x，求出此单色光的波长(d仪器中已给出，l可用米尺测出)6用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)7重复测量、计算，求出波长的平均值8换用另一滤光片，重复实验四、误差分析1双缝到屏的距离l的测量误差2测条纹间距x带来的误差五、注意事项1安装时，要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直2光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且

4、靠近3实验中会出现屏上的光很弱的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系【例1】利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为_ mm.图丁游标卡尺的示数为_ mm.在实验中，所测单色光的波长为_ m在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将_(选填“能”或“不能”)看到明暗相间的条纹【知识巩固与

5、提升】 1(多选)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示他改变的实验条件可能是()A减小光源到单缝的距离B减小双缝之间的距离C增大双缝到光屏之间的距离D换用频率更高的单色光源2(多选)用单色光做双缝干涉实验，在光屏上某点P，从中央O点开始计数，P点恰好为第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照射，其他的条件不变，那么不可能的是()AP处仍为第三条亮纹BP处可能是第四条亮纹CP处可能是第二条亮纹D若将光屏向双缝移近一些，在P处可能看到第二条亮纹E中央O点仍为亮纹3.在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差l1=0.75

6、m，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差l2=1.5m，如果用频率为6.01014Hz的黄光照射双缝，则 （ ） AP点出现明条纹，Q点出现暗条纹BQ点出现明条纹，P点出现暗条纹C两点均出现明条纹 D两点均出现暗条纹4.如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹(PS1=PS2)，在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400nm的紫光源照射单缝，则（ ） AP和P1仍为亮点 BP为亮点，P1为暗点CP为暗点，P1为亮点 DP、P1均为暗点5.双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（ ） A若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变大C若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离不变6在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差m；若分别用频率为Hz和H