1、實驗四實驗四 雙縫干涉雙縫干涉實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?. 了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件.2. 觀察日光及單色光的雙縫干涉圖樣.3. 測定單色光的波長. 儀器和用具儀器和用具光具座、白熾燈光源、J2515型雙縫干涉實驗儀 實驗原理1.光通過雙縫干涉儀上的單縫和雙縫后，得到振動情況完全相同的光，它們在雙縫后面的空間互相疊加，會發(fā)生干涉現(xiàn)象. 如果用單色光照射，在屏上會得到明暗相間的條紋; 如果用白光照射，可在屏上觀察到彩色條紋. 2.本實驗要測單色光的波長，單色光通過雙縫干涉后產(chǎn)生明暗相同的等間距直條紋，條紋的間距與相干光源的波長有關(guān)，設(shè)雙縫寬d，雙縫到屏間的距離為L，相干光源的波長為，則產(chǎn)生干涉圖樣

2、中相鄰兩條亮(或暗)條紋之間的距離 ，由此得: ，因此只要測得d、L、x即可測得波長. dLx Lxd相干光源的產(chǎn)生用“一分為二”的方法，用單縫取單色光，再通過雙縫，單色光由濾光片獲得.x的測量可用測量頭完成，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，通過測量頭可清晰看到干涉條紋，分劃板上中心有刻線，以此為標準，并根據(jù)手輪的讀數(shù)可求得x，由于x較小，可測出幾條亮(或暗)條紋的間距a，則相鄰亮條紋間的距離1nax儀器結(jié)構(gòu)1.燈泡 2.照明透鏡 3.遮光飯 4.濾色片及片座 5.單狹縫及縫座 6.單縫管 7.拔桿 8.遮光管 9.接長管 10.測量頭 11.游標尺 12.滑塊 13.手輪 14.目鏡 15

3、.半圓形支架環(huán) 16.光具座 1.光源及照明系統(tǒng)： 包括燈泡、照明透鏡、濾色片、單縫。照明透鏡用f=50mm的雙凸透鏡。單縫是用真空鍍鉻工藝刻制在玻璃片上的。單縫安裝在單縫管的前端單縫管上有撥桿調(diào)節(jié)機構(gòu)，左右移動撥桿，單縫可以繞光軸轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)單縫與雙縫平行 2.雙縫管 雙縫座是一個圓形座。雙縫嵌在座中心的長方形槽孔里，雙縫中心位于座的軸線上。 3觀察系統(tǒng) 由毛玻璃屏(即光屏)和目鏡組成在毛玻璃屏上的干涉條紋可以用眼睛直接觀察或用目鏡放大觀察。 4測量頭 測量頭包括目鏡、游標尺、分劃板、滑塊、手輪等。目鏡可以前后調(diào)焦，分劃板上刻有分劃線。目鏡，游標尺中的游標、分劃板都固定在滑塊上。轉(zhuǎn)動手輪，滑塊

4、在滑座內(nèi)左右移動，同時帶動目鏡、游標、分劃板移動，在視場中可以看到分劃線與干涉條紋作相對移動，移動的距離可以從游標尺上讀出。 5遮光管 遮光管是一根鋼管，另外附有一根膠木的接長管。單縫管、雙縫座、測量頭等部安裝在遮光管上，遮光管的軸線為干涉儀的光軸儀器安裝凋節(jié)儀器安裝凋節(jié) 1.把兩個半園形支架環(huán)等高地固定在光具座的滑塊上。遮光管架在支架環(huán)上，并使它的軸線與光具座的導(dǎo)軌基本平行。 2.在遮光管的一端裝上雙縫座，雙縫基本上與水平面垂直再在雙縫的外面套上單縫管，雙縫座固定螺釘嵌在單縫管的定位槽孔里，這時，單、雙縫基本平行 3.在單縫前端的光具座滑塊上裝上照明透鏡及燈泡燈泡燈絲與單縫之間的距離大約為2

5、5cm)點亮燈泡，用兩次成像法調(diào)節(jié)光源透鏡、單縫中心共軸然后把透鏡固定在離開燈絲5cm的地方 4.遮光管的另一端裝上觀察系統(tǒng)慢慢地左右移動撥桿。調(diào)節(jié)單縫與雙縫平行，直至看到最清晰的于涉條紋 5.測量單色光波長時，要卸下觀察系統(tǒng)，換上測量頭，在單縫前面加上濾色片。先調(diào)節(jié)目鏡、在視場中能同時清晰地看到分劃線和干涉條紋，然后繞光軸轉(zhuǎn)動測量頭使三根垂直方向的分劃線與干涉條墳平行，固定好測量頭后即可進行觀察或測量。 實驗方法 1觀察白光干涉現(xiàn)象 用白熾燈泡作光源，儀器安裝調(diào)節(jié)第4步或第5步完畢即可看到白光干涉現(xiàn)象(若用測量頭觀察時，游標讀數(shù)調(diào)節(jié)在10mm左右)：在視場中可以看到彩色的干涉條紋，其中央為一

6、條白色亮條紋，稱為零級亮條紋，其余各級亮條紋都是帶彩色的。彩色的排列以零級亮條紋中心左右對稱。在第一級亮條紋中，紅色在最外側(cè). 2觀察單色光干涉現(xiàn)象 看到自光干涉條紋后，在單縫前面加上紅色或綠色濾色片即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋3測量單色光的波長 儀器安裝調(diào)節(jié)第5步結(jié)束，即可進行測量先轉(zhuǎn)動測量頭上的手輪，把分劃線對準靠近最左邊的一條干涉亮條紋或者暗條紋，并記下它在游標尺上的讀數(shù)X1，然后轉(zhuǎn)動手輪，把分劃線移向右邊，并對準第n條(一般n可取7左右)干涉亮條紋或晴條紋, 這時游標尺的讀數(shù)為Xn，令a= Xn-X1則相鄰兩條亮條紋或暗條紋之問的距離為 1nax待測的光波波長為：式中d為雙縫中

7、心距其數(shù)值剡在雙縫座上，一塊為0.250mm，另一塊為0.200mm。L為雙縫至光屏(即分劃板)之間的距離，當(dāng)遮光管未加接長管時，L=600mm，當(dāng)遮光管加上接長管后L=700mm， Lxd為了減少測量誤差， X1 、Xn的讀數(shù)應(yīng)該重復(fù)測量幾次，計算時取平均值另外，分劃線對準干涉條紋時，應(yīng)把干涉條紋嵌在其中兩根分劃線之間，中心分劃線和條紋對齊。 實驗步驟(1) 將光源、單縫、遮光管、毛玻璃屏依次安放在光具座上.(2) 接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.(3) 調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的一束光能沿軸線到達光屏.(4) 安裝雙縫，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約510 cm.(5) 放上單縫，觀察白光的干涉條紋.(6) 在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋.(7) 安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋. (8) 使分劃板中心刻線對齊某條亮（或暗）條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)x1轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動; 記下移動的條數(shù)n和移動后手輪的讀數(shù)xn，x1與xn的差即幾條間距.(9) 用刻度尺測量雙縫到光屏間距離L（d是已知的）.(10) 重復(fù)測量、計算，求出波長的平均值.(11) 換用不同濾光片，重復(fù)實驗 注意事項1.實驗時應(yīng)調(diào)節(jié)各器件共軸，否則光線無法到達光屏.2.測量x時，分劃板的刻線始終以條紋中央為準.(3) 雙縫與單縫的縫應(yīng)平行.