实验：用双缝干涉测量光的波长高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第四章

光4.4实验：用双缝干涉测量光的波长1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件；2.观察双缝干涉图样；3.测定单色光的波长.一、实验目的单色光通过单缝后，经双缝产生稳定干涉图样，图中相邻两条亮纹间距△x、双缝间距d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ满足：二、实验原理双缝干涉仪(由光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺．三、实验器材滤光片

1.如图，把长约1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏；

2.

取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度);

3.装好单缝和双缝(缝沿竖直方向)，调节透镜，使灯泡在透镜的焦点上，灯泡发的光经透镜后变成平行光(光更集中)照在单缝上，作为线光源，调节单、双缝，使缝平行，这时在屏上会看到白光的干涉图样；光源滤光片单缝双缝遮光筒屏透镜四、实验步骤

4.在单缝和光源间放上红色滤光片，观察红光干涉图样；

5.调节测量头，使分划板中心刻线与左端某条(记为第1条)亮纹中心对齐，记下此时测量头刻度x1，将测量头朝右端移动(避免返程差)，记下第n条亮纹中心位置x2；则第1条亮纹与第n条亮纹中心间距为a=x2-x1，则相邻亮纹间距为：15205100202515第1条时读数第4条时读数1520510030354045螺旋测微器的读数四、实验步骤

6.已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，由，计算红光的波长。四、实验步骤重点强调：几个物理量的测量L的测量：双缝到屏的距离L可以用刻度尺测出。滤光片L四、实验步骤重点强调：几个物理量的测量

的测量：相邻两条亮条纹间的距离需用测量头测出。测量头通常有两种（如图所示），但都由分划板、目镜、手轮等构成。绿光干涉图样白光干涉图样红光干涉图样四、实验步骤重点强调：几个物理量的测量第1条x1第7条x2设计表格记录实验数据。d是已知的，L和n条亮条纹间的距离

a

是直接测量值。双缝干涉dLx1x2aλd1=L1L1L2d2=L1L1L2五、数据分析

1.放置单缝和双缝时，必须使缝平行．

2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上．

3.测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心．

4.要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求Δx.

5.调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行．六、注意事项1.(1)测双缝到屏的距离L带来的误差，可通过选用mm刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差．(2)通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差．2.测条纹间距Δx带来的误差．(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．

(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确．七、误差分析例1.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件:A.白炽灯B.单缝片C.光屏D.双缝E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)F.透镜(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是:A________(A已写好).(2)正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有________大于___________.abλ红＞λ绿光源滤光片单缝双缝遮光筒屏透镜典例分析——实验仪器的选择与使用FEBDC

例2.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如下图所示。双缝间的距离d=3mm.

(1)若测定红光的波长，应选用___色的滤光片.实验时需要测定的物理量有：_________________和___________________________.红双缝到屏的距离Ln条亮(或暗)条纹的距离a典例分析——实验过程和数据处理

(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm)观察到第1条亮纹的位置如下图(a)所示，观察第5条亮纹的位置如下图(b)所示。则可求出红光的波长λ=__________m.(保留一位有效数字)示数为00.650mm7×10-7

例2.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如下图所示。双缝间的距离d=3mm.典例分析——实验过程和数据处理例3、在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置

B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关

D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是________．ACD典例分析——实验过程和数据处理(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm.

(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示．则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(填“大于”、“小于”或“等于”)实际值.0.702大于典例分析——实验过程和数据处理例4．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮条纹中心对齐，记录为第一条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮条纹的中心，记下此时图丙中手轮的示数，已知双缝间距d为1.5×10-4m，双缝到屏的距离L为0.800m，下列说法正确的是（