2020-2021年高考物理必考实验十六：用双缝干涉测量光的波长
1.实验原理
如图1所示，两缝之间的距离为d，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略.
两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝λ.
若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长.
2.实验器材
双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、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.
3．实验步骤
(1)将光源、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.
4.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亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹，则相邻两亮条纹间距Δx＝.
（3）用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的).
（4）重复测量、计算，求出波长的平均值.
5.误差分析
（1）光波的波长很小，Δx、l的测量对波长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.
6.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5～10cm.
（4）调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱.主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致.干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行.
（5）测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心.
（6）光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近.
【典例1】(2019·全国卷Ⅱ·34(2))某同学利用图所示装置测量某种单色光的波长．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)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________；
(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm.则所测单色光的波长为______nm(结果保留3位有效数字)．
答案 (1)B (2) (3)630
解析 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式Δx＝λ可知，需要减小双缝到屏的距离l或增大双缝间的距离d，故B项正确，A、C、D项错误．
(2)由题意可知，＝λ⇒λ＝.
(3)将已知条件代入公式解得λ＝630nm.
