第十三章 实验 用双缝干涉测量光的波长

一、实验目的 1.了解光波产生稳定干涉现象的条件. .了解光波产生稳定干涉现象的条件. 2.观察双缝干涉图样. .观察双缝干涉图样. 3.测定单色光的波长. .测定单色光的波长. 二、实验原理分析： 实验原理分析： 分析 1.光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝后 .光源发出的光经滤光片成为单色光， 相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样， 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， 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. 通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹.

2、干涉条纹间距与光的波长的关系 、 分析(3-4课本 页，课后自主分析) 分析( 课本80页 课后自主分析) 课本

d 3.根据 λ= l x 可以计算出单色光 根据 = 的波长. 为双缝间距离， 的波长.公式中 d 为双缝间距离， x 为相邻两条亮纹间的距离，l 为相邻两条亮纹间的距离， 为双缝到屏之间的距离， 为双缝到屏之间的距离，实验中

图实- 图实-1

d 一般是已知的，所以测出 l、 x 即可求出光的波长. 一般是已知的， 、 即可求出光的波长.

三、实验器材 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、双缝、单缝、 双缝干涉仪 由光具座、光源、滤光片、双缝、单缝、 由光具座 毛玻璃屏、遮光筒、测量头组成 ，另外还有学生电源、 毛玻璃屏、遮光筒、测量头组成),另外还有学生电源、导 线、刻度尺. 刻度尺. 四、实验步骤 1.观察干涉条纹 . (1)将光源、 将光源、 将光源 、 依次安放在光具座上. 依次安放在光具座上.

(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光. 接好光源，打开开关，使灯丝正常发光. 接好光源 (3)调节各器件的高度，使光源发出的光能沿 调节各器件的高度， 调节各器件的高度 屏.(粗调) .(粗调) 粗调 (4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝 安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上， 安装双缝和单缝 与单缝的缝 光的干涉条纹. 光的干涉条纹. (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察 在单缝和光源间放上滤光片， 在单缝和光源间放上滤光片 光的干涉条纹. 光的干涉条纹. ,二者间距约 ，这时，可观察 这时， 到达光

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. 安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹. 安装测量头 (2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮 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 上的读数a 将该条纹记为第1条亮纹 转动手轮， 条亮纹； 上的读数 1,将该条纹记为第 条亮纹；转动手轮， 使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央， 使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此 时手轮上的读数a2,将该条纹记为第n条亮纹(累积 时手轮上的读数 将该条纹记为第 条亮纹( 条亮纹 法). (3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离 是已知的 . 用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的 用刻度尺测量双缝到光屏的距离 是已知的). (4)重复测量. 重复测量. 重复测量

五、数据处理 a 2- a 1 1.条纹间距 x=| |. . = n-1 - d 2.波长 λ= x. . =l 3.计算多组数据，求 λ 的平均值. .计算多组数据， 的平均值. 六、注意事项 1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保 .双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放， 养. 2.安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮 .安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、 光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当. 光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当.

3.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近. .光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近. 4.照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝， .照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝， 测量头与遮光筒不共轴所致； 测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因 是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节. 是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节. 七、误差分析 1.双缝到屏的距离l的测量存在误差. .双缝到屏的距离 的测量存在误差 的测量存在误差. 2.测条纹间距Δx带来的误差： .测条纹间距 带来的误差 带来的误差： (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度. 干涉条纹没有调整到最清晰的程度. 干涉条纹没有调整到最清晰的程度 (2)误认为 为亮 暗)条纹的宽度. 误认为Δx为亮 条纹的宽度. 误认为 为亮(暗 条纹的宽度

(3)分划板刻线与干涉条纹不平行， 分划板刻线与干涉条纹不平行， 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.

(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确， 应沿同一方向移动 测量多条亮条纹间的距离时读数不准确， 测量多条亮条纹间的距离时读数不准确 ( 手轮) 此间距中的条纹数未数清. ,此间距中的条纹数未数清 手轮) 此间距中的条纹数未数清. , 八、实验改进

实验原理考查

[案例 .(09年上海高考)如图实-8所 案例1] .(

年上海高考)如图实- 所 案例 年上海高考 示为双缝干涉的实验示意图， 示为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉 条纹的间距变大， 条纹的间距变大，可改用波长更 ________(填：长、短)的单色光，或者使 的单色光， 填 的单色光 双缝与光屏之间的距离________(填：增大， 双缝与光屏之间的距离 填 增大， 减小). 减小 . 图实-8 图实-

实验器材、 实验器材、实验步骤及数据处理 [案例 (05年天津理综)现有毛玻璃屏 、双缝 、白光 案例2] 年天津理综) 案例 年天津理综 现有毛玻璃屏A、双缝B、 光源C、单缝 和透红光的滤光片 等光学元件， 和透红光的滤光片E等光学元件 光源 、单缝D和透红光的滤光片 等光学元件，要把它们 放在如图实- 所示的光具座上组装成双缝干涉装置 所示的光具座上组装成双缝干涉装置， 放在如图实-3所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用 以测量红光的波长. 以测量红光的波长.

图实- 图实-3

(1)将白光光源 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由 将白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光学元件， 将白光光源 放在光具座最左端， 左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为 、 左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A. 、 (2)本实验的实验步骤有： 本实验的实验步骤有： 本实验的实验步骤有 ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度， 光筒轴线把屏照亮； 光筒轴线把屏照亮； ②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 按合理顺序在光具座上放置各光学元件， 位于遮光筒的轴线上； 位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离； 用米尺测量双缝到屏的距离； 其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离 ④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. 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②时还应注意 在操作步骤②时还应注意_________和_________. 和 .

(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐， 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐 亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图实- 甲所 亮纹定为第 条亮纹，此时手轮上的示数如图实-4甲所 条亮纹 示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条 然后同方向转动测量头，使 …… 此处隐藏：2630字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……