选修34实验用双缝干涉测量光的波长

1、1用双缝干涉测量光的波长用双缝干涉测量光的波长2实验目的实验目的1、观察双缝干涉的干涉图样、观察双缝干涉的干涉图样2、测定单色光的波长、测定单色光的波长3实验原理实验原理n=5 x=a/(n-1)a1nadlx) 1( nladlxdn条亮条纹间的距离条亮条纹间的距离a用累积法用累积法(减小偶然误差减小偶然误差)dlx lxd条纹间距条纹间距4实验装置实验装置双缝干涉仪双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成成)、学生电源、导线、刻度尺等、学生电源、导线、刻度尺等实验器材实验器材52.差值法差值法

2、:测两条相邻明测两条相邻明(暗暗)条纹间的距离条纹间的距离x.1结构结构:由分划板、目镜、手轮等构成由分划板、目镜、手轮等构成测量头测量头使用方法使用方法63.使用方法使用方法:转动手轮转动手轮,分划板会左、右移分划板会左、右移动动.测量时测量时,应使应使分划板中心刻线分划板中心刻线对齐对齐条纹的中条纹的中心心(如图所示如图所示),记下此时手轮上的读数记下此时手轮上的读数a1;转动转动手轮手轮,使分划板向一侧移动使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线当分划板中心刻线对齐另一条相邻的对齐另一条相邻的条纹中心条纹中心时时,记下手轮上的记下手轮上的刻度数刻度数a2,两次读数之差就是这两条条两次读数之差

3、就是这两条条纹间的距离纹间的距离,即：即：1-12naax71观察干涉条纹观察干涉条纹(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上具座上.如图所示如图所示实验步骤实验步骤(2)接好光源接好光源,打开开关打开开关,使灯丝正常发光使灯丝正常发光(3)调节各器件的高度调节各器件的高度,使光源发出的光能沿轴使光源发出的光能沿轴线到达光屏线到达光屏8(4)安装双缝和单缝安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴中心大致位于遮光筒的轴线上线上,使双缝与单缝的缝平行使双缝与单缝的缝平行,二者间距约二者间距约5 cm10 cm,这时可观察白光的干涉条纹这时可观察白光的干涉条

4、纹(5)在单缝和光源间放上滤光片在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的观察单色光的干涉条纹干涉条纹92.测定单色光的波长测定单色光的波长(3)用刻度尺测量双缝到光屏的用刻度尺测量双缝到光屏的距离距离l (d已知已知)(1)安装测量头安装测量头,调节清晰观察调节清晰观察到干涉条纹到干涉条纹(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数记下手轮上的读数a1,将该条纹记为第将该条纹记为第1条亮纹条亮纹;转动手轮转动手轮,使分划板中心刻线移至另一亮条纹使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央的中央,记下此时手轮上的读数记下此时手轮上的读数a2,该条纹记为第

5、该条纹记为第n条亮纹条亮纹(4)改变改变d和和l,重复测量重复测量10数据处理数据处理 1.条纹间距条纹间距2.波长波长1-12naax) 1()-(12nldaalxda12-aaan条亮条纹间的距离条亮条纹间的距离a11练习练习1:如图所示双缝干涉仪如图所示双缝干涉仪,其中其中A是白炽电是白炽电灯灯(光源光源)、B是滤光片、是滤光片、E是遮光筒、是遮光筒、F是毛是毛玻璃光屏玻璃光屏(1)图中图中C是是_,D是是_,C、D间间距离大约是距离大约是_cm单缝单缝 双缝双缝5-10cm12(2)本实验的步骤有：本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度调节光源高度,使

6、使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;用米尺测量双缝到屏的距离用米尺测量双缝到屏的距离;用测量头用测量头(其读数方法同螺旋测微器其读数方法同螺旋测微器)测量测量数条亮纹间的距离数条亮纹间的距离.在操作步骤时还应注意在操作步骤时还应注意_和和_。单缝和双缝间距单缝和双缝间距5cm10cm 使单缝与双缝相互平行使单缝与双缝相互平行 13(3)如果撤去滤光片如果撤去滤光片B,在屏上看到的是在屏上看到的是_,与与D正中相对的位置出现的

7、是正中相对的位置出现的是_,两侧是两侧是_.(4)如果把黄色滤光片换成绿色滤光片如果把黄色滤光片换成绿色滤光片,在屏上在屏上观察到的条纹间距将变观察到的条纹间距将变_(5)计算光的波长的公式是计算光的波长的公式是=_.彩色干涉条纹彩色干涉条纹 白色亮条纹白色亮条纹 彩色条纹彩色条纹 变窄变窄 =dx/l14练习练习2.用螺旋测微器的测量头用螺旋测微器的测量头,调节分划调节分划板的位置板的位置,使分划板的中心刻线对齐第使分划板的中心刻线对齐第一条亮纹的中心一条亮纹的中心,此时螺旋测微器的读此时螺旋测微器的读数是数是 ;将中心刻线向一侧移动到第将中心刻线向一侧移动到第六条亮纹中心位置六条亮纹中心位

8、置, 读出的读数是读出的读数是4.158mm, 相邻两条纹间距相邻两条纹间距 x= .2.已知双缝间距已知双缝间距d=1.5mm,双缝到光屏双缝到光屏的距离的距离L=1.00m, 波长波长 = nm.1.758mm0.480mm=dx/l7.210-7m15练习练习3.用游标卡尺用游标卡尺(10分度分度)的测量头的测量头,调调节分划板的位置节分划板的位置,使分划板的中心刻线使分划板的中心刻线对齐第对齐第1条亮纹的中心条亮纹的中心(图图B),此时读数此时读数是是 ;将中心刻线向一侧移动到第将中心刻线向一侧移动到第6条亮纹中心位置条亮纹中心位置(图图C),读出的读数读出的读数是是 ; 相邻两条纹间距相邻两条纹间距 x= .2.已知双缝间距已知双缝间距d=0.2mm,双缝到光双缝到光屏的距离屏的距离L=0.60m, 波长波长 = nm.19.4mm1.8mm=dx/l6.010-7m28.4mm16 练习练习4.用氦氖激光器进行双缝干涉实用氦氖激光器进行双缝干涉实验验,已知使用的双缝间距离已知使用的双缝间距离d=0.1 mm,双双缝到屏的距离缝到屏的距离L=6.0 m,测得屏上