趣话高中物理选修3第13章光第4节实验用双缝干涉测量光的波长

趣话高中物理（人教版）选修3第13章第4节1第4节实验：用双缝干涉测量光的波长光学部分有两个实验，是高考大纲要求的，另一个实验是测定玻璃的折射率，本来应该在第一节的，由于课本上没有，我也忘了，现在在本节一起说明。按照顺序，先说测定玻璃折射率这一个。测定玻璃的折射率，需要木板一块，要求平整，白纸一张，图钉几个，大头针四个，有两个平行面的玻璃砖一块，这是最重要的一个，如果没有玻璃的，用透明塑料的也可，就是测定塑料的折射率了。无所谓。首先用图钉把白纸钉在木板上，用铅笔在木板上画一条线，如图中的AA’，放上玻璃砖，用上底对准AA’，在下底画一条线bb’，确定光的入射点O，画一斜线AO，作为入射光线。一般不能用铅笔比着玻璃砖画，最好点两个点，用刻度尺比着画。然后在AO上面插两个大头针P1P2，注意要使大头针垂直木板，将玻璃砖放回原位，如图，在另一侧，垂直木板插上大头针P3P4，使大头针P3透过玻璃砖挡住P1P2的像，大头针P4挡住P3和P1P2的像，这样，透过玻璃砖，看起来四个大头针好像是在同一条直线上，是吗？拿掉玻璃砖，原来不是。拔掉大头针，作直线O’B将P3P4的痕迹连接起来，交bb’于O’点，连接OO’就是折射光线。作法线NN’垂直与AA’。下面计算折射率，不要测量入射角i和折射角r，因为我们用它们的正弦函数，直接作法线NN’的垂线，测量直角三角形的对边和斜边，用比例求出正弦即可。或者以O为圆心，画一个圆，过圆与入射和折射光线的两个交点作法线的垂线，由于斜边相同，两个对边的比值就是折射率，记得大角比小角。折射率的公式：n=sinisinr改变入射角多测几次取平均值。用双缝干涉测量光的波长。图中ld，x为第一亮条纹到中心条纹的间距，则有∆r=r2−r1=λl趣话高中物理（人教版）选修3第13章第4节2并且，根据勾股定理，有r22=l2+(x+d2)2r12=l2+(x−d2)2两式相减有，r22−r12=(r1+r2)(r2−r1)=2xd由于ld，则有r1+r2≈2l解得λ=xdl这个实验用到的仪器有两套，一套是双缝干涉实验仪，零件众多，下面慢慢道来。还有就是光具座，本来是测量透镜焦距用的，现在这部分内容到了初中，好在很多实验室都有。我们只用光具座和一个短焦距的透镜，其它附件不用。还要用一个学生电源。现在开始组装，先将光具座放好，学生电源插入插座，先找到灯泡，看看灯泡的电压，如果没有标记，用学生电源慢慢升压，直到亮度差不多为止，一般电压是6的整数倍。先将灯泡的插杆插入光具座最靠边的一个插孔，用螺丝固定住，打开电源，让灯泡点亮。下面挨着灯泡是透镜，将透镜插入第二个插孔，这里还有一个圆孔的挡光片，这个东西用不用无所谓，应该放在透镜的另一侧，远离光源，下面找到遮光筒，就是那个很长的圆筒，上面街上单缝，找到两个架杆，就是有半圆形的支架，将遮光筒架在架杆上，调整高度和距离，使灯丝的像呈在单缝上，从遮光筒的另一端能看到灯光，固定好各个螺丝。将遮光筒拿下，装上双缝，双缝前装上单缝和单缝方向调节杆，后面的接长筒可以要，也可以不要，通过说明书看看l是多少，装双缝时注意看双缝的间距。遮光筒尾端装上观察屏就可以看到彩色干涉条纹了。由于l和d仪器已经标注，我们只需测量x，但是白光是无法测量的，将观察屏取下，换上测量头，单缝前面装上滤光片，一般只有红色和绿色的，装上以后，亮度下降，此实验最好在较暗的室内进行，开始测量，用测量头的十字绣的竖直的线对准某一个亮条纹，并记录数字1，读出此时测量头外面游标卡尺或者千分尺的刻度，记下来。旋转测量头的趣话高中物理（人教版）选修3第13章第4节3旋钮，边旋转边数条纹个数，当十字绣的竖直线对准第n个刻度时，记下n和此时游标卡尺或千分尺的读数。设两次读数分别为x1和x2，则有x=⌊𝑥1−𝑥2⌋𝑛−1然后代入公式λ=xdl计算波长，注意，第一，红光绿光都要测量，第二，测量后与相关数据比较，应该与公开数据一致，第三，仪器很多，要收拾好。2006年高考第22题.（17分）（1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：_______________。【解析】整道题17分，这是其中一部分，根据λ=xdl，可得x=l𝑑λ，A中l变小，x变小，B中λ变大，x变大，C无影响，如果变化过大，会看不到干涉条纹，一小段无影响，D中d变大，x变小。E中为彩色条纹。故选ABD。文中图片和试题来自网络。白炽灯滤光片单缝双缝遮光筒屏