年教科版物理选修3-4讲义：第5章+2学生实验：用双缝干涉测量光的波长及答案

1、2022-2022 年教科版物理选修3-4 讲义：第 5 章+2同学试验：用双缝干涉测量光的波长及答 案2. 同学试验：用双缝干涉测量光的波长一、试验目的1观看单色光和白光的双缝干涉图样2把握用公式 xl d 测定光的波长的方法3会用测量头测量条纹间的距离二、试验原理如双缝到屏的距离用l 表示,双缝间的距离用d 表示,相邻两亮条纹 或相邻两暗条纹 间的距离用 x 表示,就入射光的波长 测出 l、x 即可运算出光的波长 . 三、试验器材dx l .试验中 d 是已知的,只要双缝干涉仪 包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光管、光屏和测量头,其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等一、试验步骤

2、、同学电源、导线、米尺1把遮光管架在支架环上,其轴线与光具座的导轨基本平行2在遮光管的一端装上双缝,并转动双缝座,使双缝与水平面垂直再装好 单缝管3让灯泡灯丝及透镜中心与单缝中心等高灯丝与单缝之间的距离约为25 cm.点亮灯泡,先把透镜移近单缝,直至在单缝面上见到灯丝的缩小像,然后把透镜移近灯泡,直至在单缝面上形成一放大的灯丝像,如灯丝的放大像不在单缝中心,就上下或左右调剂灯泡反复调剂几次,使灯丝的放大像及缩小像均成在单缝中心4在遮光管的另一端装上测量头在单缝管上装上拨杆,边观看,边左右移 动拨杆,以调剂单缝与双缝平行,直至看到白光的干涉条纹最清楚这时看到的彩色干涉条纹的特点是：中心为一条白色

3、亮条纹称为零级亮条纹；其余各级亮- 1 - / 4 2022-2022 年教科版物理选修3-4 讲义：第 5 章+2同学试验：用双缝干涉测量光的波长及答 案条纹都是带彩色的,彩色的排列以零级亮条纹为中心左右对称在第一级亮条纹 中,红色在最外侧5测量单色光波长时,在单缝前面加上红色或绿色滤光片即可看到红黑相间 或绿黑相间的干涉条纹,再调剂目镜,就能同时清楚地看到分划线和干涉条纹,然后绕光轴转动测量头,使分划线与干涉条纹平行,固定好测量头后即可进行测 量6先移动测量头上的手轮,把分划线对准最左边的一条干涉亮条纹或者暗条纹,并登记它在游标尺上的读数x1,然后转动手轮,把分划线移向右边,并对准第 n

4、条一般 n 可取 7 左右 干涉亮条纹或暗条纹,这时游标尺的读数为 xn.就相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离为 xxnx1 n1待测的光波波长为 d x ld lxnx1n1 . 7转变双缝中心距离 二、误差分析d,重复上面的步骤,再测一次1双缝到屏的距离l 的测量带来的误差,可选用mm 刻度尺,进行多次测量求平均值的方法减小误差2条纹间距 x 可利用“ 累积法” 测n 条亮纹间距,再由 xa n1求出,并且采纳多次测量求 的平均值的方法进一步减小误差3分划板刻度线和干涉条纹不平行,中心刻度线没有位于条纹中心均会导致 条纹间距 x 有误差三、试验留意事项 1调剂双缝干涉仪时,要留意调剂光源的高

5、度,使它发出的一束光能够沿着 遮光筒的轴线把屏照亮；2放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上；3调剂测量头时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,登记此时手轮上的 读数,转动测量头,使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心,登记此时手轮上的 读数,两次读数之差就表示这两条条纹间的距离；4不要直接测 x,要测几个条纹的间距运算得 x,这样可减小误差；5白光的干涉观看到的是彩色条纹,其中白色在中心,红色在最外层- 2 - / 4 2022-2022 年教科版物理选修3-4 讲义：第 5 章+2同学试验：用双缝干涉测量光的波长及答 案试验探究 1 试验操作过程及仪器读数在“ 用双缝干涉测

6、光的波长” 试验中 试验装置如下图 ：1以下说法哪一个是错误的_填选项前的字母 A调剂光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝 B测量某条干涉亮纹位置时, 应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心 对齐C为了削减测量误差,可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距 xa n 12测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为_mm. 【解析】1放上单缝和双缝后,由于发生干涉现象没法调剂光源的高度,故 A 项错误2按读数规章,读出示数为：【答案】1A21.970 1.5 mm47.0 0.01 mm1.970 mm.试验探究 2 试验数据处理利用双缝干涉测定单色光波

7、长,某同学在做该试验时,第一次分划板中心刻度对齐 A 条纹中心时 图甲,游标卡尺的示数如图丙所示,其次次分划板中心刻度对齐 B 条纹中心时 图乙,游标卡尺的示数如图丁所示,已知双缝间距为 0.5 mm,从双缝到屏的距离为 1 m,就图丙中游标卡尺的示数为 _ mm.图丁游标卡尺的示数为 _ mm.在试验中,所测单色光的波长为 _ m在本试验中假如在双缝上各有一个红色和绿色滤光片,那么在光屏上将_选填“ 能” 或“ 不能”看到明暗相间的条纹- 3 - / 4 2022-2022 年教科版物理选修3-4 讲义：第 5 章+2同学试验：用双缝干涉测量光的波长及答 案【解析】依据游标卡尺的原理, 可读出图丙的示数为 11.4 mm；图丁的示数是 16.8 mm. y16.8