13-4：用双缝干涉测量光波长

用双缝干涉测量光的波长 一 光的干涉现象 杨氏干涉实验 1 装置特点 1 双缝很近0 1mm 2 双缝S1 S2与单缝S的距离相等 2 要用单色光 单孔的作用 是获得点光源 双孔的作用 相当于两个振动情况完全相同的光源 双孔的作用是获得相干光源 5 干涉图样的特点 1 形成明暗相间的条纹 2 亮纹间等距 暗纹间等距 3 两缝S1 S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹 中央亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 结论 亮纹 光程差 n n 0 1 2 等 暗纹 光程差 2n 1 2 n 1 2 3 等 3 亮 暗 纹间距的公式推导 x 红光波长最大 频率最小 紫光波长最小 频率最大 本实验的目的 1 观察双缝干涉图样 单色光 白光 2 测定单色光的波长 x 明暗相间的彩色条纹 中央为白色亮条纹 干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 在每条彩色亮纹中红光总是在外缘 紫光在内线 双缝干涉的实验装置 2 观察干涉条纹的变化 白光 红光 蓝光 3 测定单色光的波长 1 装置的调节 d由双缝直接标明 测定单色光的波长 原理 由相邻两亮条纹中心间距 a由测量头测出 L从装置上的标尺读出 测量头的构成 由分划板 目镜 手轮组成 测量头读数原理 游标卡尺 螺旋测微器 5 用双缝干涉测光的波长 实验装置如图15所示 已知单缝与双缝间的距离L1 100mm 双缝与屏的距离L2 700mm 双缝间距d 0 25mm 用测量头来测量亮纹中心的距离 测量头由分划板 目镜 手轮等构成 转动手轮 使分划板左右移动 让分划板的中心刻线对准亮纹的中心 如图16所示 记下此时手轮上的读数 转动测量头 使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心 记下此时手轮上的读数 图16 1 分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时 手轮上的读数如图17所示 则对准第1条时读数x1 mm 对准第4条时读数x2 mm 2 写出计算波长 的表达式 用符号表示 nm 1 x1 2 190mm 解 x2 7 870mm 676nm 2 在双缝干涉实验中A 入射光波长越长 干涉条纹间距越大B 入射光波长越长 干涉条纹间距越小C 把入射光由绿光变为紫光 干涉条纹间距变小D 把入射光由绿光变为红光 干涉条纹间距变小 答案 AC 把同一杨氏双缝干涉实验装置放在水面之一下 实验得到的干涉条纹与空气中得到的条纹有何不同 在水中实验时 干涉条纹的间距比在空气中窄 因为光从空气进入水中时速度变小 波长变短 v f 而 x正比于 故干涉条纹的间距变窄 双缝干涉实验中 双缝间的距离为d 双缝到屏的距离为L 调整实验装置 使得屏上可以看到清晰的干涉条纹 关于干涉条纹的情况 下列叙述正确的是A 若将屏向左移动一小段距离 屏上的干涉条纹将变得不清晰B 若将屏向右移动一小段距离 屏上仍有清晰的干涉条纹C 若将双缝间的距离d减小 屏上的两条相邻明条纹间的距离变小D 若将双缝间的距离d减小 屏上的两条相邻明条纹间的距离增大 答案 BD 在双缝干涉过程中 若用红色滤光片遮住一条缝 用蓝色滤光片遮住另一条缝 用白光作为入射光 在屏幕上是否还能产生光的干涉条纹吗 为什么 答 不能 白光通过红 蓝色滤光片后成为红色 蓝色光 它们频率不同 不是相干光源 不能产生光的干涉条纹 2005天津 如图所示 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 光具座上放置的光学元件依次为 光源 遮光筒 光屏 对于某种单色光 为增加相邻亮纹 暗纹 间的距离 可采取 或 的方法 滤光片 单缝 双缝 增大双缝与光屏的距离 减少双缝间的距离