雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)【例證1】（2011·北京高考）如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以（ ）A. 增大S1與S2的間距 B. 減小雙縫屏到光屏的距離C. 將綠光換為紅光 D. 將綠光換為紫光
【解析】選C.雙縫干涉的條紋間距公式： 增大S1與S2的間距就是增大d，所以條紋間距變小，A錯(cuò)誤；減小雙縫屏到光屏的距離就是減小l，條紋間距減小，B錯(cuò)誤；紅光波長(zhǎng)比綠光波長(zhǎng)長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)比綠光波長(zhǎng)短，所以將綠光換為紅光可使條紋間距增大，C正確，D錯(cuò)誤.
實(shí)驗(yàn)的操作與數(shù)據(jù)處理【例證2】（2011·濰坊高二檢測(cè)）在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖甲所示，并選用縫間距d=0.2 mm的雙縫屏.從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L=700 mm.然后，接通電源使光源正常工作.
(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)分度.某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1=1.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時(shí)圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2=_____mm；(2)利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx=_____mm；這種色光的波長(zhǎng)λ=_____nm.
【解析】(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知x2=(15.0+1×0.02) mm=15.02 mm；(2)圖乙(a)中暗紋與圖丙(a)中暗紋間的間隔為6個(gè)，故Δx= =2.31 mm；由Δx= 可知λ= =6.6×102 nm.答案：(1)15.02 (2)2.31 6.6×102
一、選擇題1.某同學(xué)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是由于( )A.光束的中央軸線與遮光筒不一致，相差較大B.濾光片、單縫、雙縫的中心在同一高度C.單縫與雙縫不平行D.光源發(fā)出的光太強(qiáng)
【解析】選A、C.安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對(duì)，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒的軸線，單縫與雙縫要互相平行才能使實(shí)驗(yàn)成功.當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不能太暗，據(jù)上述分析可知選項(xiàng)A、C正確.
2.(2011·沈陽(yáng)高二檢測(cè))做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，要增大屏上相鄰亮條紋之間的距離，可以采取的措施是( )A.減小雙縫到屏的距離 B.增大光的頻率C.增大雙縫之間的距離 D.增大光的波長(zhǎng)【解析】選D.由雙縫干涉中條紋寬度的表達(dá)式Δx= 可知，增大條紋寬度Δx，可以增大雙縫到屏的距離l、減小雙縫之間的距離d,或者增大光的波長(zhǎng)λ，故A、C錯(cuò)，D對(duì)；增大光的頻率，則減小了光的波長(zhǎng)，條紋寬度減小，故B錯(cuò).
3.(2011·連云港高二檢測(cè))用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上某點(diǎn)P，從中央O點(diǎn)開始計(jì)數(shù)，P點(diǎn)恰為第三條亮紋，現(xiàn)改用頻率較高的單色光照射，其他的條件不變，那么( )A.P處仍為第三條亮紋B.P處可能是第四條亮紋C.P處可能是第二條亮紋D.若將光屏向雙縫移近一些，在P處可能看到第二條亮紋【解析】選B.頻率高，則波長(zhǎng)短，雙縫到P點(diǎn)光程差不變，故A、C錯(cuò)，B對(duì)；若將光屏向雙縫移近一些，條紋間距變小，故D錯(cuò).
4.(2011·贛州高二檢測(cè))某同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得成功.若他在此基礎(chǔ)上對(duì)儀器的安裝有如下改動(dòng)，則仍能使實(shí)驗(yàn)成功的是( )A.將遮光筒的光屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許，其他不動(dòng)B.將濾光片移至單縫和雙縫之間，其他不動(dòng)C.將單縫向雙縫移動(dòng)少許，其他不動(dòng)D.將單縫與雙縫的位置互換，其他不動(dòng)
【解析】選A、B、C.干涉條紋是雙縫發(fā)出的光疊加的結(jié)果，雙縫后面的區(qū)域處處存在光，所以移動(dòng)光屏，條紋仍然有，故A、C對(duì)；將濾光片移至單縫和雙縫之間，照到雙縫上的光仍是振動(dòng)情況完全一樣的光源，故B對(duì)；將單縫與雙縫的位置互換，失去了產(chǎn)生干涉的條件，故D錯(cuò).
5.(2011·鎮(zhèn)江高二檢測(cè))用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是( )A.相鄰干涉條紋之間距離相等B.中央亮條紋寬度是兩邊亮條紋寬度的兩倍C.屏與雙縫之間距離減小，則屏上條紋間的距離增大D.在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距
【解析】選A.由于干涉條紋間的距離Δx= ·λ，相鄰干涉條紋之間的距離相等，因?yàn)棣思t>λ藍(lán)，所以Δx紅>Δx藍(lán).雙縫與屏之間的距離越大，干涉條紋間的距離越大，故A正確,B、C、D均錯(cuò).
二、非選擇題6.某同學(xué)自己動(dòng)手制作如圖所示的裝置觀察光的干涉現(xiàn)象,其中A為單縫屏,B為雙縫屏,整個(gè)裝置位于一暗箱中,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
(1)該同學(xué)用一束太陽(yáng)光照射A屏?xí)r,屏C上沒(méi)有出現(xiàn)干涉條紋;移去B后,在屏上出現(xiàn)不等間距條紋，此條紋是由于_____產(chǎn)生的.(2)移去A后,遮住縫S1或縫S2中的任一個(gè),C上均出現(xiàn)一窄亮斑.出現(xiàn)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要原因是______________________.【解析】(1)移去B后只剩下單縫,故發(fā)生單縫衍射形成條紋，故此條紋是由于光的衍射產(chǎn)生的.(2)沒(méi)有出現(xiàn)條紋而只出現(xiàn)一個(gè)窄亮斑,說(shuō)明衍射現(xiàn)象不明顯，故主要原因是雙縫S1、S2太寬.答案：(1)光的衍射 (2)雙縫S1、S2太寬
7.(2011·長(zhǎng)沙高二檢測(cè))在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板中心刻線對(duì)齊某亮條紋的中心，測(cè)量如圖所示，此時(shí)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是_____mm.轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃線向一側(cè)移動(dòng)到另一條亮條紋中心位置，由螺旋測(cè)微器再讀出一組數(shù).若實(shí)驗(yàn)測(cè)得的4條亮條紋中心間的距離Δx=0.960 mm.已知雙縫間距d=1.5 mm，雙縫到屏的距離l=100 cm，則對(duì)應(yīng)的光波波長(zhǎng)為λ=_____cm.
【解析】根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則，讀數(shù)為1.180 mm；根據(jù)公式解得λ=4.8×10-7 m=4.8×10-5 cm.答案：1.180 4.8×10-5
8.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，要把它們放在圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng).(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)的步驟有：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(cè)量雙縫到屏的距離；④用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離.在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意_____和_____.
(3)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示.然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖丙中手輪上的示數(shù)_____mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為_____mm.
(4)已知雙縫間距d為2.0×10-4 m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計(jì)算式λ=_____，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為_____m.
【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)儀器放置的順序：C、E、D、B、A.(2)在安裝時(shí)，應(yīng)注意單縫與雙縫平行、單縫與雙縫豎直(3)圖乙的讀數(shù)是2.320 mm，圖丙的讀數(shù)是13.870 mm，則Δx= =2.310 mm.(4)由公式Δx= λ得λ= Δx，代入數(shù)據(jù)解得λ=6.6×10-7 m.答案：(1)E、D、B (2)單縫與雙縫平行 單縫與雙縫豎直(3)13.870 2.310 (4) Δx 6.6×10-7

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4 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

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