2017-2018学年人教版选修3-4 第十三章 4.实验:用双缝干涉测量光的波长 学案
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课堂互动

三点剖析

1.实验原理

(1)屏上明条纹、暗条纹之间的距离总是相等的。其距离大小Δx与双缝之间距离d,双缝到屏的距离l及光的波长λ有关,即Δx=λ。

在l和d不变的情况下,Δx和波长λ成正比,应用上式可得光波的波长λ。

(2)用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条件的间距Δx红最大,紫光的干涉条纹间距Δx紫最小,则可知:λ红大于λ紫,红光的频率f红小于紫光的频率f紫。

2.用测量头测Δx

两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。如图13-3-2所示。

图13-3-2

转动手轮、分划板会左、右移动。测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图13-3-3所示),记下此时手轮上的读数a1,转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时,记下手轮上的刻度数a2,两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离。

图13-3-3

即Δx=|a1-a2|。

Δx很小,直接测量时相对误差较大,通常测出n条明条纹间的距离a,再推算相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx=a/(n-1)。

各个击破

【例1】 用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是( )

A.相邻干涉条纹之间的距离相等

B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍

C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大

D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距

解析:因为相邻两条亮线(或暗线)间的距离Δx=λ,其中d为两个缝间的距离,L为缝到屏的距离,λ为光波波长,可见相邻干涉条纹之间的距离相等。A正确,B错误,C错误。因为λ红>λ蓝,所以Δx红>Δx蓝,故D也错误。

答案:A

类题演练1 在双缝干涉测光的波长的实验中,所用双缝间距d=2 mm,双缝到屏的间距L=86.4 cm,手轮的初始读数为a1=2.12 mm,转动手轮,分划板中心刻线移动到第13条线