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实验十五：用双缝干涉实验测光的波长
一、实验原理
若已知相邻明纹(或暗纹)之间的距离Δx 与波长λ、双缝间距d、双缝到屏的距离L，则它们之间的关系为
Δx＝λ。若测出双缝干涉中的Δx、d 与L，即可求出λ＝。
二、实验器材
双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外，还有学
生电源、导线、刻度尺等。
三、实验步骤
1.将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示。
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，使光源灯丝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，两者间距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。
四、数据处理
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明条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1 条明条纹；转动手
轮，使分划板中心刻线移动至另一明条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n 条明条
纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，则相邻两条明条纹间的距离Δx＝＝。
3.用刻度尺测量双缝到光屏间的距离L(d 是已知的)。
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4.最后由λ＝算出单色光的波长。
五、误差分析
1.光波的波长很小，Δx、L 的测量误差对波长λ 的影响很大。
2.在测量L 时，一般用毫米刻度尺；而测Δx 时，用千分尺且采用“累积法”。
3.多次测量求平均值。
六、注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。
2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。
3.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
竖直，间距大约为5～10 cm。
4.测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心。
【例1】“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距
的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离
。然后，接通电源使光
源正常工作。
（1）“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1 所示。光具座上a、b、c 处放置的光学元件依次为
（选填选项前字母）。
A．滤光片 双缝 单缝 B．滤光片 单缝 双缝
C．单缝 滤光片 双缝 D．双缝 滤光片 单缝
（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2 所示，分划板在图中A、B 位置时游标卡尺读数如图2 中所
示，则
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①分划板在图中A 位置时游标卡尺的读数为
mm，在B 位置时游标卡尺读数为
mm，相邻两条纹间距
mm；
②该单色光的波长
m（保留两位有效数字）
【例2】如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用
缝间距
的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离
。然后，接通电
源使光源正常工作。
（1）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺游标尺为20 分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜
看去，使分划板中心刻度线与某条纹A 中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数如图丙所
示，此示数为 mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B 中心对齐，测得A、B
条纹间的距离
。则经滤光片射向双缝的色光的波长
（用题目中所给字母写出表
达式），利用上述测量结果，经计算可得波长
m（保留两位有效数字）。
（2）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好，若他对实验装置进行了调整
后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是
A．仅增加光源与滤光片间的距离
B．仅增加单缝与双缝间的距离
C．仅将单缝与双缝的位置互换
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片
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1．如图甲所示是用“双缝干涉测量光的波长”实验装置图。
（1）已知单缝与双缝间的距离
，双缝与屏间的距离
，双缝间距
。用测
量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让
分划板的中心刻度线对准第1 条亮纹的中心（如图乙所示），此时手轮的读数如图丙所示，是
mm，转动测量头，使分划板中心刻度线对准第4 条亮纹的中心，此时手轮的读数如图丁所示。则该被测
光的波长为 m（保留两位有效数字）。
（2）图戊为上述实验装置的简化示意图。S 为单缝，S1，S2为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹。若
实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到 。
A．干涉条纹消失
B．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移
C．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移
2．图甲为用双缝干涉装置测量紫光的波长的实验。
（1）按照实验装置，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1 条亮纹，手轮的示数如图乙所示。继
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续转动手轮，使分划板中心刻线对准第11 条亮纹，手轮的示数如图丙所示，则相邻条纹的间距为
mm(保留三位有效数字).
（2）如果已经测得双缝的间距是0.30mm，双缝和光屏之间的距离为900mm，则待测光的波长为
m(保留三位有效数字)。
（3）若将装置浸入某种绝缘液体中，则 。
A．干涉条纹消失 B．干涉条纹的间距变大 C．干涉条纹的间距不变
D．干涉条纹的间距变小
3．某同学利用如图所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，光源正常发光，调整仪器从目镜中可以
观察到干涉条纹。
①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
示数为 mm；
②若相邻亮纹的间距为
，双缝与屏的距离为
，双缝间距为
，则求得光的波长
m。（结果保留三位有效数字）
4．某同学利用如图1 所示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得
从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）关于本实验下列说法正确的是 ；
A．若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致
B．A 处为单缝、B 处为双缝、滤光片在A 和B 之间
C．A 处为单缝、B 处为双缝、滤光片在凸透镜和A 之间
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D．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以换用间距更小的双缝
（2）某次测量时，选用的双缝的间距为0.4mm，测得屏与双缝间的距离为0.5m，用某种单色光实验得到
的干涉条纹如图2 所示，分划板在图中A、B 位置时游标卡尺的读数也如图2 中所示，则A 位置对应的读
数为 mm。B 位置对应的读数为15.6mm，则所测单色光的波长约为 nm（结果保
留整数部分）；
（3）若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，如图3 所示，在这种情况测量相邻条纹间
距
，则波长
的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
5．如图甲所示为“用双缝干涉测量光的波长”的实验
（1）甲图中A、B 处分别应该安装的器材及滤光片的位置是 。
A．A 处安装单缝，B 处安装双缝，滤光片置于AB 之间
B．A 处安装双缝，B 处安装单缝，滤光片置于A 与凸透镜之间
C．A 处安装单缝，B 处安装双缝，滤光片置于A 与凸透镜之间
D．A 处安装双缝，B 处安装单缝，滤光片置于目镜处
（2）该同学按顺序安装好仪器，并调整好光路后，得到了如图乙所示的干涉条纹（图中阴影部分为亮
纹），发现叉丝竖线与条纹不平行，若此时他旋转测量头上的旋钮，会发现 。
A．条纹左右移动
B．条纹沿EF 移动
C．叉丝竖线沿EF 移动
D．叉丝竖线左右移动
（3）如图甲中
，
，该同学不知道双缝间距是多少，他查阅说明书，发现双缝间距
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有两种规格，分别是
，和
，调整装置使叉丝竖线与条纹平行后，叉丝中心线对
准某条亮纹中心（记为第0 条）时读数如图丙所示，其读数为 mm，旋转测量头旋钮，第4 条
亮纹中心与又丝中心线对准时读数如图丁所示，则被测光的波长约为 nm（结果保留3 位有效
数字）
6．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。
（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说
法中正确的是 ；
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样
D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
（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，此时手轮上螺旋测微器示
数如图甲所示。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，记下此时图乙中手轮
上的示数为 mm；
（3）已知双缝间距d 为
，测得双缝到屏的距离L 为0.600m，求所测量光的波长为 m
（结果保留三位有效数字）；
7．做“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观
察到的干涉条纹如图所示。
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（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于
、
位置时，对应
的示数如图乙所示；则相邻亮纹的间距△x= mm（结果保留3 位小数）
（2）计算单色光的波长的公式λ= （用L、d、
、
表示）
（3）代入数据计算单色光的波长λ= m（结果保留两位有效数字）
（4）图丙为实验装置示意图，S 为单缝，S1、S2为双缝，屏上O 点处为一亮条纹。若实验时单缝偏离光
轴，向右微微移动，则可以观察到O 点处的干涉条纹( )
A．向左移动 B． 向右移动 C． 间距变大 D． 间距变小
8．（1）图甲所示是用双缝干涉测光的波长的实验装置图。针对
、
、、
四个位置或部件，回答问
题：
①双缝应安装在 位置（填字母代号）．
②某次实验中，双缝到光屏的距离和双缝的间距固定不变，用两种不同波长的单色光得到乙、丙两幅干涉
图样，则 图入射光的波长更长．
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（2）某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动规律。实验装置为完全相同的倾斜轨道与长度不同的
水平轨道平滑连接，并将轨道固定在同一竖直面内的不同高度处。实验时，将两小球
、
（均可视为质
点）同时从两倾斜轨道上自由释放，释放位置距各自的水平轨道的高度相同。两球运动过程中，用频闪照
相的方式记录两小球的位置（在图中已标出）。忽略一切阻力，已知频闪照相机的频闪周期为
。
①小球
、
在运动过程中的任意时刻都在同一竖直线上，这说明 。（选填正确答案标号）
A．小球
在水平方向做匀速直线运动
B．小球
在竖直方向做自由落体运动
C．小球
的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
②小球
做平抛运动后，利用频闪照片测量出两小球连续三个位置的高度差分别为
、
、
，则重力加
速度
。（用题中所给字母表示）
9．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将所有器材按要求安装在如图1 所示的光具座上，然后接通电
源使光源正常工作。已知实验中选用缝间距
的双缝，像屏与双缝之间的距离
。
（1）用某单色光照射双缝得到如图2 所示的干涉图样，分划板在图中A、B 位置时的螺旋测微器读数分别
如图甲、图乙所示，将测量头的分划板中心刻线与亮纹A 中心对齐，此时手轮上的示数如图甲所示为
；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与亮纹B 中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示
为
，可求得相邻两条亮纹的间距
。利用题目中的已知量和测量结果就可算出这种单色光的
波长
（计算结果保留3 位有效数字）。
（2）如果想让目镜中看到的条纹间距变宽，下列操作可行的是 。
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A．将图1 中单缝向左移动少许
B．增加光源的亮度
C．调节遮光筒长度，增加双缝和像屏之间的距离
D．调节双缝的方向，使双缝与单缝的方向垂直
10．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，
（1）在观察白光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E 等光学元件，如
图甲所示将白光光源C 放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排
列顺序应为C、 、 、 、A。
（2）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图
乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节( )
A．仅左右转动透镜 B．仅旋转单缝
C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头
（3）实验中，用测量头得到某次条纹读数为x=1.310 mm，则此测量数据是选用了测量头 （选填
“丙”或“丁”）测量得到的。
（4）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其它条件不变情况下，以下做法合适的是( )
A．增大单缝与双缝间距 B．增大双缝与毛玻璃屏间距
C．增大两双缝间距离 D．增强光源亮度
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