菊座理化实验室 物理 · 选择性必修一

用双缝干涉测量光的波长

实验:用双缝干涉测量光的波长 · 单色光过双缝成条纹

条纹间距 待测mm
光的波长 待测nm
状态 尚未测量

公式值,不是实测

单色光源照向双缝,光通过两条细缝后在屏上形成等间距的亮暗条纹。

先猜把光的波长从 500 nm 换成 700 nm,条纹间距会怎样?

先选一个,再看结论和实验。

结论变宽。条纹间距跟波长成正比。

第 1 镜 · 就位 简化装置:单色光源、双缝和屏就位,双缝间距 0.20 mm,缝到屏 1.00 m,屏上还没有条纹。

第 1 / 5 镜 · 尚未播放
改变条件
光的波长
只换波长,双缝间距 0.20 mm 和屏距 1.00 m 不动

选定波长,然后点播放,看光过双缝后屏上出现什么、条纹间距怎么量。

要点 · 记忆点

双缝干涉
记住这句

条纹间距跟波长、屏距成正比,跟双缝间距成反比。

Δx = λL / d

双缝间距 d、缝到屏的距离 L、波长 λ 三个量定死条纹间距,改动一个,条纹就变疏或变密。

量一段再除

一条条纹只有几毫米宽,直接量一条误差大。量 5 条或 10 条的总间距,再除以间隔数。

单位先统一

d 和 L 都换成米,算出的 Δx 才是米,乘 1000 换成毫米。本页 0.20 mm 要写成 2.0×10⁻⁴ m。

为什么加滤光片

白光里每种波长都有自己的条纹间距,叠在一起成了彩色。滤光片只留一种波长,条纹才清楚。

易错条纹间距量大了,算出的波长跟着偏大;屏距量小了,波长也偏大。缝距标称值不准同样会带偏结果。

观察什么

条纹

屏上一排亮线,间距相等,亮纹之间是暗纹。中央那条最亮,往两边逐级变暗。

换波长

500、600、700 nm 三档,条纹间距依次是 2.5、3.0、3.5 mm,波长越长条纹越疏。

读刻度

屏旁刻度从 0 到 3 cm,Δx 的双向箭头标在相邻两条亮纹之间,读数就看它跨了几格。

这个实验在说明什么

这页做的是反着用公式:从屏上量出的条纹间距,算出光的波长。屏上是一排等距的亮暗条纹,中央那条最亮,三档波长下条纹间距从 2.5 mm 排到 3.5 mm。

只换波长,双缝间距和屏距都不动,条纹疏密的变化就只跟波长有关。实际不去量单独一条,而是量一段再除以间隔数,读数就看箭头跨了几格;画面把滤光片和单缝省掉了,直接用单色光源代替。

Δx = λL/d 要在 d、L、λ 都确定、单位先统一成米之后再代入。条纹间距是公式值,反算的波长与设定值相同,不是实测;真实测量还要计入缝宽、光源宽度和对准误差。

双缝间距 0.20 mm、屏距 1.00 m 和三种波长都是设定值,条纹间距按 Δx = λL/d 算出,反算的波长与设定值相同,不是实测。画面把滤光片和单缝省掉了,直接用单色光源代替:真实装置里滤光片选出一种波长,单缝把光源变成线光源,双缝才得到相干光。真实测量还要计入缝宽、光源宽度和对准误差。教材:人教社电子课本 · 物理选必一。

讲给家长听

合上这一页,说说条纹间距跟哪些量有关。

卡住了?看一眼

跟波长、屏距成正比,跟双缝间距成反比。