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
S
1、
S
2发出的光到屏上某点的路
程差
r
2－
r
1＝±
kλ
(
k
＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹。
② 光的路程差
r
2－
r
1＝±(2
k
＋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
P
1
S
2上作
P
1
M
＝
P
1
S
1，于是
S
2
M
＝
r
2
－
r
1。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
S
1
S
2
M
是直角三角形。根据三角函数的关
系，有
r
2－
r
1＝
d
sin
θ
。
另一方面：当角
θ
很小时，用弧度表示的
θ
与它的正弦
sin
θ
、 正 切 tan
θ
， 三 者 近 似 相 等 。 所 以
x
＝
l
tan
θ
≈
l
sin
θ
，消去 sin
θ
，有
r
2－
r
1＝
d
，当两列波的路程
差为波长的整数倍，即
d
＝
nλ
，(
n
＝0，±1，±2，…)时出
现亮条纹，也就是说，亮条纹中心的位置为
x
＝
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
x
＝
λ
，其中
l
是双缝到光屏的
距离，
d
是双缝间的距离，
λ
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
AA
′和后表面
BB
′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
x
与入射光波长
λ
，双缝
S
1、
S
2间距
d
及双
缝与屏的距离
l
满足的关系式为：Δ
x
＝
λ
。
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
n
个亮条纹间的距离
a
，再求出相邻两条亮条纹
间的距离 Δ
x
＝。
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
l
。
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
a
1；转
动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线与第
n
条亮条纹中心对齐时，记下手轮上
的读数
a
2。
2 / 13
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
x
＝，可多测几组不同的
n
对应的 Δ
x
求平均值，减小误差。
由
λ
＝Δ
x
计算波长。
（5）误差分析
测量双缝到屏的距离
l
存在的误差；测条纹间距 Δ
x
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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