1、4實(shí)驗(yàn):用雙縫干涉測量光的波長,【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣。 2.測定單色光的波長。,【實(shí)驗(yàn)原理】 如圖所示,與兩縫之間的距離d相比,每 個狹縫都很窄,寬度可以忽略。兩縫S1、 S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0,雙 縫到屏的距離OP0=l。 相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是x= 。 已知雙縫間距d,再測出雙縫到屏的距離l和條紋間距x,就可以求得光波的波長。,【實(shí)驗(yàn)器材】 雙縫干涉儀,即光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭。另外,還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等。,【實(shí)驗(yàn)過程】 一、實(shí)驗(yàn)步驟 1.將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如圖所示。,

2、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)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。 4.安裝雙縫和單縫,中心大致位于遮光筒的軸線上,使雙縫與單縫的縫平行,兩者間距510cm,這時(shí)可觀察白光的干涉條紋。 5.在單縫和光源間放上濾光片,觀察單色光的干涉條紋。,二、數(shù)據(jù)處理 1.安裝測量頭,調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。 2.使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央,記下手輪上的讀 數(shù)a1,將該條紋記為第1條亮紋;轉(zhuǎn)動手輪,使分劃板中心刻線移 動至另一亮條紋的中央,記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2,將該條紋記 為第n條亮紋,則相鄰兩亮條紋間距x=| |。 3.用刻度尺測量雙縫到光屏間的距離l(d

3、是已知的)。 4.重復(fù)測量、計(jì)算,求出波長的平均值。,【誤差分析】 1.光波的波長很小,x、l的測量對波長的影響很大。 2.在測量l時(shí),一般用毫米刻度尺;而測x時(shí),用千分尺且采用“累積法”。 3.多次測量求平均值。,【注意事項(xiàng)】 1.雙縫干涉儀是比較精密的儀器,應(yīng)輕拿輕放,且注意保養(yǎng)。 2.安裝時(shí),注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上,并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)。 3.光源燈絲最好為線狀燈絲,并與單縫平行且靠近。 4.注意調(diào)節(jié)各縫平行。,類型1 實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) 【典題1】在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖):,(1)下列說法錯誤的是。(填選項(xiàng)前的字母)

4、A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí),應(yīng)放上單 縫和雙縫 B.測量某條干涉亮紋位置時(shí),應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與 該亮紋的中心對齊 C.為了減少測量誤差,可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a,求 出相鄰兩條亮紋間距x=,(2)測量某亮紋位置時(shí),手輪上的示數(shù)如圖,其示數(shù)為mm。,【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)選A。應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏 中心后再放上單、雙縫,A選項(xiàng)不正確。測微目鏡分劃板中心刻 線應(yīng)與亮紋中心對齊,使得移動過程測出的條紋間距較為準(zhǔn)確, B選項(xiàng)正確。測微目鏡移過n條亮紋,則亮條紋間距x= ,C 選項(xiàng)正確,故選A。 (2)主尺讀數(shù)是1.5mm,螺旋讀數(shù)是47.00.01 m

5、m,因此示數(shù)為 1.970 mm。 答案:(1)A(2)1.970,類型2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 【典題2】某同學(xué)在做“用雙縫干涉測定光的波長”實(shí)驗(yàn)時(shí),第一次分劃板中心刻度線對齊第2條亮紋的中心時(shí)(如圖甲中的A),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示。第二次分劃板中心刻度線對齊第6條亮紋的中心時(shí)(如圖丙中的B),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示。已知雙縫間距d=0.5mm,縫到屏的距離L=1m。則:,(1)圖乙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為cm。 (2)圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為cm。 (3)所測光波的波長為m。(保留兩位有效數(shù)字),【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)圖乙中游標(biāo)卡尺是20個等分刻度,精確度為0.05mm,讀數(shù)為12mm+0.05mm10=12.50mm=1.250cm。 (2)圖丁中游標(biāo)卡尺也是20個等分刻度,讀