123光的干涉及用双缝干涉实验测波长精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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123 光的干涉及用双缝干涉实验测波长

一.必备知识

（一）基本理论

1.光的干涉条件：

如果两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉现象。

2．光的双缝干涉示意图及亮暗条纹的判断方法

① 如图甲所示，光源

1、

2发出的光到屏上某点的路

程差

2－

1＝±

kλ

(

＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹。

② 光的路程差

2－

1＝±(2

＋1)(

＝0,1,2，…)时，

光屏上出现暗条纹。

3. 光的双缝干涉亮条纹中心的位置的推导

如图甲所示，在线段

2上作

＝

1，于是

＝

－

1。由于两缝之间的距离

远远小于缝到屏的距离

，所

以能够认为三角形

是直角三角形。根据三角函数的关

系，有

2－

1＝

sin

。

另一方面：当角

很小时，用弧度表示的

与它的正弦

sin

、正切 tan

，三者近似相等。所以

＝

tan

≈

sin

，消去 sin

，有

2－

1＝

，当两列波的路程

差为波长的整数倍，即

＝

nλ

，(

＝0，±1，±2，…)时出

现亮条纹，也就是说，亮条纹中心的位置为

＝

nλ

。

则光的双缝干涉条纹间距：由上面的分析可知，相邻两个亮

条纹或暗条纹的中心间距是 Δ

＝

，其中

是双缝到光屏的

距离，

是双缝间的距离，

是光波的波长。

4．薄膜干涉

(1)如图乙所示，竖直放置的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。

(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面

′和后表面

′分别发生反射，形成两列频率

相同的光波相互叠加，发生干涉，在某些位置两列光波叠加后相互加强，出现亮条纹；在另

一些位置，叠加后相互削弱，出现暗条纹。

(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹；②白光：彩色水平条纹。

(4)干涉条纹的特点

① 单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹，如图 3 所示。

② 白光：光屏上出现彩色条纹且中央亮条纹是白色(填写颜色)，即发生色散，如图 4 所

示。

（ 5 ）薄膜

干涉应用

① 增透膜：增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜前后两面的反射

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123 光的干涉及用双缝干涉实验测波长

光的路程差为薄膜中波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增强。

② 利用薄膜干涉检测平滑度：如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用单色光从

上向下照射，如果被检测表面是平滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则

对应亮纹(或暗纹)向左弯曲，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应亮条纹(或暗条纹)向右

弯曲，如图丙所示。口诀：弯上则凸，弯下则凹。

（二）通过双缝干涉实验测量单色光的波长

1.实验原理：相邻两条亮条纹的中心间距 Δ

与入射光波长

，双缝

1、

2间距

及双

缝与屏的距离

满足的关系式为：Δ

＝

。

2.实验器材

光具座、光源、学生电源、导线、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测

量头、刻度尺。

3.测条纹间距

如图甲所示，测量头通常有两种，但都由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划

板会左右移动。测量时，应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，如图乙，记下此时手

轮上的读数。

两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离。实际测量

时，要测出

个亮条纹间的距离

，再求出相邻两条亮条纹

间的距离 Δ

＝。

4.实验步骤

（1）如图所示，安装仪器(注：滤光片可装在单缝前)

①将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上。

②打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮。

③放好单缝和双缝。注意使单缝与双缝相互平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上。

（2）．观察记录与数据处理

①调节单缝与双缝间距为 5～10 cm 时，观察白光的双缝干涉图样。

② 在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样。

③用刻度尺测量出双缝到屏的距离

。

④ 调节测量头，使分划板中心刻线对齐第 1 条亮条纹的中心，记下手轮上的读数

1；转

动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线与第

条亮条纹中心对齐时，记下手轮上

的读数

2。

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123 光的干涉及用双缝干涉实验测波长

⑤分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。

相邻两亮条纹间距的计算：Δ

＝，可多测几组不同的

对应的 Δ

求平均值，减小误差。

由

＝Δ

计算波长。

（5）误差分析

测量双缝到屏的距离

存在的误差；测条纹间距 Δ

带来的误差；干涉条纹没有调整到

最清晰的程度；分划板的中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心；

测量多条亮条纹间的距离时读数不准确。

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摘要：

123光的干涉及用双缝干涉实验测波长一.必备知识（一）基本理论1.光的干涉条件：如果两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉现象。2．光的双缝干涉示意图及亮暗条纹的判断方法①如图甲所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝±kλ(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹。②光的路程差r2－r1＝±(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。3.光的双缝干涉亮条纹中心的位置的推导如图甲所示，在线段P1S2上作P1M＝P1S1，于是S2M＝r2－r1。由于两缝之间的距离d远远小于缝到屏的距离l，所以能够认为三角形S1S2M是直角三角形。根据三角函数的关系...

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