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高考物理总复习课件
第十五章 光学、电磁波与相对论
实验十三 用双缝干涉测量光的波长
一、实验原理与操作
二、数据处理与误差分析
1.数据处理.
2.误差分析.
(1)测条纹间距Δx 时带来误差.
(2)测量双缝到光屏间距离 l 时产生误差.
3.注意事项.
(1)保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴.
(2)保持单缝和双缝平行.
考点 1 实验原理与操作
【典题 1】(2022 年广东联考)某学习小组要用双缝干涉测量某
种单色光的波长，其实验装置如图 S13-1 所示.
图 S13-1
(1)为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图
S13-1 所示，图中 A 为滤光片，B 为_______(填“单缝”或“双
缝”)，C 为________(填“单缝”或“双缝”).
(2)在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：
①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝
________(填“垂直”或“平行”)，从而使条纹变得清晰.
②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向
________(填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动.
(3)下列图示中条纹间距表示正确的是______(填字母).
A
C
B
D
(4)在实验前已获知的数据有双缝间的距离 d 和双缝与毛玻璃
屏之间的距离 L，通过测量头观察到第 N1 条亮条纹的读数为 Y1，
观察到第 N2 条亮条纹的读数为 Y2，请写出计算该单色光波长的表
达式 λ＝________.
解析：(1)图中 A 为滤光片，B 为单缝，C 为双缝.
(2)①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝
平行，使条纹变得更清晰.
②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距应减小，
(3)条纹间距是相邻两条亮条纹或相邻两条暗条纹中央之间的
距离，所以图示中条纹间距表示正确的是 C 项.
答案：(1)单缝 双缝 (2)①平行 ②靠近
(3)C (4)
考点 2 实验数据的处理
【典题 2】某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将
双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图 S13-2 甲所示.双
缝间距 d＝0.20 mm，测得屏与双缝间的距离 L＝500 mm.然后，接
通电源使光源正常工作：
甲
乙
图 S13-2
(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划
板中心刻线对准亮条纹 A 的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读
数为________cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准
亮条纹 B 的中心，若游标卡尺的读数为 1.67 cm，此时主尺上的
________cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长 λ＝
________m.
(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有___________
________________(至少写一条).
解析：(1)游标卡尺读数为 1.1 cm＋0.1 mm×1＝1.11 cm.若游标卡尺
读数为 1.67 cm，此时主尺上的 2.3 cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐.
改善办法有：减小双缝间距 d 或者增大双缝到屏的距离 L.
(2)减小双缝间距 d(或增大双缝到屏
答案：(1)1.11 2.3 3.2×10-7
的距离 L)
可以利用激光或反射光作为相干光源，操作简单，实验容易
成功.
考向 1 利用激光作为相干光源
【典题 3】如图 S13-3 所示是用激光器、缝间距可调节的双缝
屏、光屏等器材研究光的干涉现象的装置.
图 S13-3
实验中用激光照射双缝，其目的是产生________相同的两束
光；为了增大光屏上干涉条纹的间距，只调节双缝间隙Δs，其他
条件不变，应使Δs ________(填“增大”或“减小”)；如果将红
光换为紫光，其他条件不变，光屏上干涉条纹的间距将______(填
“增大”或“减小”).
解析：实验中用激光照射双缝的作用是形成频率相同的相干
光源.由干涉条纹间距Δx＝
d
Δs
λ知，为了增大光屏上干涉条纹的间
距，应使双缝间距离Δs 减小.如果仅将红光激光器换为紫光激光
器，其他条件都不变，则光屏上干涉条纹的间距减小.
答案：频率 减小 减小
考向 2 利用反射光作为相干光源
【典题 4】1801 年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的
性质，1834 年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称为
洛埃镜实验).
(1)洛埃镜实验的基本装置如图 S13-4 所示，S 为单色光源，
M 为平面镜，试用平面镜成像作图法画出 S 经平面镜反射后的光
与直接发出的光在光屏上相交的区域.
图 S13-4
(2)设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为
a 和 l，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹，写出相邻两条亮条
纹(或暗条纹)间距离Δx 的表达式.
解析：(1)先画出 S 经平面镜的像点 S′，然后画出 S 经平面镜
成像的边界光线，其重叠区域如图 D79 所示.
(2)由题图可知 d＝2a，所以由干涉条纹间距公式得Δx＝
l
2a
λ.
图 D79
谢谢
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