幻灯片 1一、实验目的
(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
(2)观察白光和单色光的双缝干涉图样。
(3)测定单色光的波长。
二、实验原理
(1)光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹。若用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹。
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幻灯片 2图实－15－1
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幻灯片 3三、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学生电源、导线、刻度尺。
四、实验步骤
1．观察干涉条纹
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。如图实－15－2所示。
图实－15－2
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幻灯片 4(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。
(3)调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏。
(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹。
(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。
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幻灯片 52．测定单色光的波长
(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。
(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。
(4)重复测量。
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幻灯片 6(3)计算多组数据，求λ的平均值。
六、注意事项
(1)双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养。
(2)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当。
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幻灯片 7(3)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。
(4)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所致；干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节。
七、误差分析
(1)双缝到屏的距离l的测量存在误差。
(2)测条纹间距Δx带来的误差：
①干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
②误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度。
③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。
④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。
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幻灯片 8实验原理与操作
[例1] (2013·太原模拟)(1)如图实－15－3所示，在 “用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取_________________或__________________的方法。
图实－15－3
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幻灯片 9(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)。
(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读下手轮的读数如图实－15－4甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读下手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________mm。
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幻灯片 10图实－15－4
(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________m。(取三位有效数字)
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幻灯片 11 (2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③。
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幻灯片 12----
幻灯片 13[答案] (1)滤光片 单缝 双缝
增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)
减小双缝之间的距离
(2)②③ (3)1.610 (4)5.37×10－7
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幻灯片 14[题组演练]
1．如图实－15－5所示的双缝干涉实验，用绿光照射单
缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 ( )
A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离
C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光
图实－15－5
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幻灯片 15答案：C
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幻灯片 162．(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实
验装置如图实－15－6)：
图实－15－6
(1)下列说法哪一个是错误的____________。(填选项前的字母)
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
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幻灯片 17(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图实－15－7，其示数为________mm。
图实－15－7
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幻灯片 18解析：(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，无需放上单缝和双缝，选项A错误。
(2)主尺的示数为1.5 mm，可动尺的示数为47.0×0.01 mm＝0.470 mm，总的示数为(1.5＋0.470)mm＝1.970 mm
答案：(1)A (2)1.970
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幻灯片 19数据处理与误差分析
[例2] 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，要把它们放在如图实－15－8所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
图实－15－8
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幻灯片 20 (1)本实验的实验步骤有：
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)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意___________和________。
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幻灯片 21(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图实－15－9甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm。
图实－15－9
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幻灯片 22(3)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝__________，求得所测红光波长为__________nm。
[解析] (1)单缝与双缝的间距为5～10 cm，使单缝与双缝相互平行。
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幻灯片 23----
幻灯片 24[题组演练]
3．如图实－15－10所示，在杨氏
双缝干涉实验中，激光的波长
为5.30×10－7 m，屏上P点距双
缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，
则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
图实－15－10
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幻灯片 25答案：暗条纹 变宽
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幻灯片 264．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d
的大小恰好是图实－15－11中游标卡尺的读数，如图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头(如图甲)上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微器的读数x1(如图戊所示)，然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x2(如图己所示)，由以上测量数据求该单色光的波长。
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幻灯片 27图实－15－11
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幻灯片 28答案：8×10－7 m
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幻灯片 295．用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源
效果更好，图像更清晰。如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是( )
图实－15－12
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幻灯片 30A．当做单缝实验时，光强分布图如乙所示
B．当做单缝实验时，光强分布图如丙所示
C．当做双缝实验时，光强分布图如乙所示
D．当做双缝实验时，光强分布图如丙所示
解析：当做单缝实验时，中间是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的宽度不等，所以其光强分布图如图乙所示，A项正确，B项错误；当做双缝实验时，在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹，所以
其光强分布图如图丙所示，C项错误，
D项正确。
答案：AD
章末验收评估见“阶段验收评估（十二）”
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