第2节 科学测量：用双缝干涉测光的波长

误差分析1．测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差。2．测条纹间距Δy带来的误差(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。(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)测量多条亮条纹间距离时读数不准确。

注意事项1．放置单缝和双缝时，必须使单缝与双缝相互平行。2．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。3．测量头的中心刻线要对着亮(或暗)条纹的中心。4．要多测几条亮条纹(或暗条纹)中心间的距离，再求Δy。5．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，干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行。二、他版教材实验多融通人教版教材实验方案

[差异解读](1)实验原理和实验方案与鲁科版相同。(2)与鲁科版相比多了透镜，少了调节杆。[典例1]

图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是_________。(单选)A．旋转测量头B．增大单缝与双缝间的距离C．调节拨杆使单缝与双缝平行实验原理与操作(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是______。(单选)A．减小单缝与光源间的距离B．减小单缝与双缝间的距离C．增大透镜与单缝间的距离D．增大双缝与测量头间的距离[答案]

(1)C

(2)D(1)牢记实验仪器在光具座上的排列顺序。(2)弄清影响条纹清晰度的因素。(3)弄清影响条纹间距的因素。[典例2]

某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；数据处理和误差分析A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________；(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字)。创新考查角度和创新思维答案：S1和S2之间的距离d

S1(或S2)与光屏间的距离l干涉条纹相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距Δy2．[实验原理的创新]洛埃德(H.Lloyd)在1834年提出了一种更简单的观察光的干涉现象的装置——洛埃德镜。如图所示，从单缝S发出的光，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到光屏上，在光屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，______________相当于另一个“缝”。(2)实验表明，光从光疏介质射向光密介质，在界面处发生反射时，若入射角接近90°，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是________(填“亮条纹”或“暗条纹”)。(3)实验中，已知单缝S到平面镜的距离为h＝0.15mm，单缝到光屏的距离为D＝1.2m，观测到第3条亮条纹到第12条亮条纹的中心间距为22.78mm，则该单色光的波长λ为______m(结果保留3位有效数字)。1．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为d，双缝到屏的距离为l。(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是________。(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的________。(3)经测量，红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为Δy，请据此写出能够反映红光波长大小的表达式λ＝________。(4)该实验中l＝700mm，已知d的数量级为10－4m，相邻两条亮条纹间距的数量级为10－3m，由此可推断红光的波长数量级约为________m。A．10－3B．10－5C．10－7 D．10－9答案：(1)ACD

(2)0.704

(3)大于3．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l＝75.0cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划板中心刻线对准如图丙所示的第1条亮条纹中心，此时游标卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则游标卡尺上的读数x1＝________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划板中心刻线向右边移动，直到对准第5条亮条纹中心，如图丁所示，此时游标卡尺的主尺和游标的位置如图己所示，则游标卡尺上的读数x2＝________mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________mm。答案：0.3

9.6

6.2×10－44．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A。(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤②时还注意单缝、双缝应______________且____________。(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记