實(shí)驗(yàn): 用雙縫干涉測量光的波長 導(dǎo)學(xué)案 知識點(diǎn)一 觀察雙縫干涉條紋 光源 濾光片 單縫 雙縫 遮光筒 屏 雙縫干涉儀 1.實(shí)驗(yàn)中,濾光片作用:__________;單縫作用__________;雙縫作用是獲得___________光源;單縫和雙縫放置時應(yīng)__________.其中心大致位于遮光筒的__________上.光源發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后成為單色光，單色光通過單縫后相當(dāng)于線光源，經(jīng)過雙縫后產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，通過光屏可觀察到明暗相間的干涉條紋，條紋中心間距是，則波長=① .式中為② 、為③ 、 為④ . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 知識點(diǎn)二 測量光的波長 2.在利用雙縫干涉測光波波長時，首先調(diào)節(jié)__________、__________和__________中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使單縫和雙縫豎直并且相互平行，當(dāng)屏幕上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測量頭上的游標(biāo)卡尺測出n條明紋的距離a,則兩條明條紋間的距離Δx=__________，雙縫到毛玻璃屏的距離l用__________測量，用公式__________可以計算出單色光的波長. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 知識應(yīng)用 課堂練習(xí) 例1．（2008上海卷）1．在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果（ ） （A）用白光作為光源, 屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 （B）用紅光作為光源, 屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 （C）用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 （D）用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 例2. （2017全國Ⅱ卷）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是________ A．改用紅色激光B．改用藍(lán)色激光 C．減小雙縫間距 D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動 E．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動 例3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(xué)在用測量頭測量時，調(diào)整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準(zhǔn)A條亮紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)B條亮紋的中心，前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖所示．則入射光的波長λ＝________m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． (3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)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 例4．如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若把單縫S從雙縫S1、S2的中央對稱軸位置處稍微向上移動一些，則(　　) A．不再產(chǎn)生干涉條紋 B．仍可產(chǎn)生干涉條紋，其中央亮條紋的位置不變 C．仍可產(chǎn)生干涉條紋，其中央亮條紋的位置略上移 D．仍可產(chǎn)生干涉條紋，其中央亮條紋的位置略下移 例5．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，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(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、_____、____、A. (2)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)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(xué)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(shù)方法用螺旋測微器)測量數(shù)條亮條紋間的距離． 在操作步驟②時還應(yīng)注意______和_____． (3)若測得雙縫間距為3.0 mm，雙縫與屏之間的距離為0.70 m，通過測量頭(與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500 mm)觀察到第1條亮條紋的位置如圖(a)所示，觀察到第5條亮條紋的位置如圖(b)所示．則可求出紅光的波長λ＝________m．(保留一位有效數(shù)字) 例6如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)．已知P點(diǎn)與S1和S2距離之差為2.1×10－6 m，今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？ (1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7 m. (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°. (3)若用A光照射時，把其中一條縫遮住，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象． 例7.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間的距離為0.020 cm，雙縫到觀察干涉條紋的光屏是100.00 cm，用一種單色光黃光做此實(shí)驗(yàn)，在光屏上測出21條黃色條紋間的距離是5.90 cm，試求這種黃光的波長。如果換用一種頻率為4.00×1014 Hz的紅光做此實(shí)驗(yàn)，在光屏上6.00 cm范圍內(nèi)最多能有多少條暗條紋？