1.掌握雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的原理.2.學(xué)會(huì)安裝實(shí)驗(yàn)器材，并能進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作、測(cè)量 光的波長(zhǎng).
如圖所示為雙縫干涉儀，包括光具座、光源、濾光片、透鏡、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭.另外，還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等.
光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片(裝在單縫前)、單縫、雙縫后在雙縫右邊的空間發(fā)生干涉.可以在毛玻璃屏上觀察到干涉條紋，并由λ＝ 計(jì)算出波長(zhǎng).
三、物理量的測(cè)量(雙縫間的距離d已知)
1.l的測(cè)量：雙縫到屏的距離l可以用　　　測(cè)出.2.Δx的測(cè)量：相鄰兩條亮條紋間的距離Δx用　　　測(cè)出.(1)測(cè)量頭的構(gòu)成：　　　、目鏡、手輪等.
(2)使用：①使分劃板的中心刻線與某一條亮條紋的中心對(duì)齊(圖)，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a1.②轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭.使分劃板中心刻線與第n條亮條紋的中心對(duì)齊，再次記下手輪上的讀數(shù)a2.
③相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝　　　　.
1.將光源、透鏡、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖所示.
2.接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.3.調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏.
4.安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10 cm，這時(shí)可觀察到白光的干涉條紋.5.在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋.6.測(cè)量雙縫到屏的距離l和相鄰兩條亮條紋間的距離Δx.7.分別改變?yōu)V光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應(yīng)的波長(zhǎng).
1.雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測(cè)量頭等元件.2.濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去.3.安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約5～10 cm.4.調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在像屏上的光很弱主要是由于燈絲與單縫、雙縫、遮光筒不共軸線所致；干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行.5.測(cè)量頭在使用時(shí)應(yīng)使中心刻線對(duì)應(yīng)著亮(暗)條紋的中心.6.光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近.
例1　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(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，由左到右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、____、____、____、A.
解析　濾光片E可以從白光中選出單色紅光，單縫D是獲取線光源，雙縫B是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上，所以表示各光學(xué)元件的字母從左到右排列順序?yàn)椋篊、E、D、B、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，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；②按合理的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用刻度尺測(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)條亮條紋間的距離.在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意_______________________________和_________________________.
放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行
解析　在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心位于遮光筒的軸線上.
例2　在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖)，下列說法正確的是
A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B.測(cè)量某條干涉亮條紋位置時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對(duì)齊C.為了減小測(cè)量誤差，可用測(cè)量頭測(cè)出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰　兩條亮條紋間距Δx＝D.某同學(xué)用黃光作為入射光，為了增大干涉條紋的間距，可以采用的方　法是改用藍(lán)光作為入射光
解析　調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，不需放單縫和雙縫，故A錯(cuò)誤；
測(cè)量某條干涉亮條紋位置時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對(duì)齊，故B正確；n條亮條紋之間有n－1個(gè)間距，相鄰兩條亮條紋的間距Δx＝　　　，故C錯(cuò)誤；某同學(xué)用黃光作為入射光，根據(jù)Δx＝　λ可知，為了增大干涉條紋的間距，應(yīng)采用波長(zhǎng)大于黃光的紅光或橙光，不可以改用波長(zhǎng)比黃光短的藍(lán)光作為入射光，故D錯(cuò)誤.
例3　在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，備有下列儀器：A.白熾燈 B.雙縫C.單縫 D.濾光片E.光屏(1)把以上儀器裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序應(yīng)該是________.(填寫字母代號(hào))
(2)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(cè)量頭測(cè)量時(shí)，調(diào)整手輪，在測(cè)量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)A亮條紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)B亮條紋的中心，前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖所示.則入射光的波長(zhǎng)λ＝__________m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
解析　游標(biāo)卡尺讀數(shù)精確度為0.1 mm，A位置主尺讀數(shù)為11 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為1×0.1 mm＝0.1 mm，讀數(shù)為x1＝11 mm＋0.1 mm＝11.1 mm，同理B位置讀數(shù)為x2＝15.6 mm，
(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測(cè)量，可以采用的改善辦法有_____.A.改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)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
解析　由Δx＝　λ可知，要增大條紋間距，可用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的入射光、增大雙縫到屏的距離或減小雙縫間距，故A、B正確.
針對(duì)訓(xùn)練　在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)測(cè)量頭的位置，使分劃板中心刻線對(duì)齊某亮條紋的中心，如圖所示，此時(shí)手輪的讀數(shù)是______mm.轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線向一側(cè)移動(dòng)到另一條亮條紋中心位置，再讀出一組數(shù).若實(shí)驗(yàn)測(cè)得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)的光波的波長(zhǎng)為λ＝__________cm.
解析　根據(jù)手輪的讀數(shù)規(guī)則，讀數(shù)為1 mm＋18.0×0.01 mm＝1.180 mm；
SUITANGYANLIAN　 ZHUDIANLUOSHI
1.利用如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長(zhǎng)，下列說法正確的有
A.實(shí)驗(yàn)裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫B.將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變窄C.將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D.測(cè)量過程中誤將5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，波長(zhǎng)測(cè)量值偏大
解析　濾光片的作用是使入射光變成單色光，單縫的作用是使入射光變成線光源，雙縫的作用是形成相干光源，其排列順序合理，故A正確；
將濾光片由紫色換成紅色，波長(zhǎng)λ變長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝ λ知，條紋間距Δx增大，故B錯(cuò)誤；將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，由Δx＝ λ可知，Δx與此距離無(wú)關(guān)，故干涉條紋間距不變，故C錯(cuò)誤；測(cè)量過程中，把5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，導(dǎo)致Δx測(cè)量值偏小，則波長(zhǎng)測(cè)量值偏小，故D錯(cuò)誤.
2.(2019·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖所示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng).實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋.回答下列問題：
(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可________；A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更小的雙縫
解析　若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，需要減小條紋間距，由公式Δx＝ λ可知，需要減小雙縫到屏的距離l或增大雙縫間的距離d，故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.
(2)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測(cè)得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長(zhǎng)λ＝_______；

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