物理一轮复习课件34.6实验二用双缝干涉测光的波长

1、二、实验原理 1.光源发出的复色光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝时，单缝相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，若用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹。 2.根据x= 得= x可以计算出单色光的波长。公式中d为双缝间距离，x为相邻两条明(暗)条纹间的距离，l为双缝到屏之间的距离，实验中d一般是已知的，所以测出l、x即可测出光的波长。,图3.4-6-1,学案6 实验(二)：用双缝干涉测光的波长,一、实验目的 1.观察双缝干涉的干涉图样。 2.测定单色光的波长。,3.x是由测量头测出的。 测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图 3.4-6-

2、1所示。 转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应使 分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图3.4-6-2所示)， 记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板向一 侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹 中心时，记下手轮上的刻度数a2，两次读数之差a就 是这两条条纹间的距离，即x=|a1-a2|。 x很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n 条明(暗)条纹间的距离|a2-a1|，再推算相邻两条明(暗) 条纹间的距离x=|a2-a1|/(n-1)。 三、实验器材 双缝干涉仪，包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺。,图3.4-6-2,四、

3、实验步骤 1.观察双缝干涉图样 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图3.4-6-3所示。 (2)接好光源，打开开关， 使灯丝正常发光。 (3)调节各器件的高度， 使光源灯丝发出的光能沿轴线 到达光屏。 (4)安装双缝和单缝，中心 大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距约5cm10cm，这时，可观察白光的干涉条纹。 (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。 2.测定单色光的波长 (1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。 (2)使分划板中心刻线对齐某条明条纹的中央，记下手轮上的读数a1,将这条明纹记作“”；转动手轮，使分划板中心刻线移动至条纹n的中

4、央时，记下此时手轮上的读数a2，则相邻两明条纹间距x=|a2-a1|/(n-1)。 (3)用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知的)。 (4)重复测量、计算，求出波长的平均值。 (5)换用不同滤光片，重复实验。,图3.4-6-3,五、注意事项 1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆卸遮光筒、测量头等元件。 2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸或干净软布轻轻擦拭。 3.安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直。 4.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 5.调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要是由

5、于灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰，一般的主要原因是单缝与双缝不平行。 六、误差分析 光波的波长很小，x、l 的测量对测量波长的影响很大，l 用毫米刻度尺测量，x利用测量头上的游标尺测量。可利用“累积法”测n条亮纹间距，再求x=|a2-a1|/(n-1)，并且采用多次测量求的平均值的方法来进一步减小误差。,【例题】现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光 学元件，如图3.4-6-4所示，要把它们放在光具座上组装成双缝干涉装置， 用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表 示各光学元件的字母排列顺

6、序应为、_、。 (2)本实验的实验步骤有： 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使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，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； 用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。 在操作步骤时还应注意_和 _。,图3.4-6-4,【答案】(1) E、D、B (2)单缝和双缝间的距离应控制在510 cm 单缝和双缝应平行 (3) 13.870 2.31 (4) 6.60010-4,(3)将测量头的分划板中心刻线与某明纹中心对齐，将该明纹定为第1条明纹，此时手轮上的示数如图3.4-6-5所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条明纹中心对齐，记下此时图3.4-6-6中手轮上的示数为_mm，