【高考调研】2014届高考物理一轮复习 13-4实验：用双缝干涉测光

实验 用双缝干涉测光的波长

一、实验目的 1.观察入射光分别为白光和单色光时双缝干涉的图样. l 2.掌握用公式 Δx= λ 测波长的方法. d

二、实验原理 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中 相邻两条亮(暗)纹间隔 Δx 与双缝间距 d、 双缝到屏的距离 l、 单 色光的波长 λ 之间满足 λ=d·Δx/l.

三、实验器材 双缝干涉仪，即：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. 附：测量头的构造及使用 如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动 手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对 齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数.

两次读数之差就表示这两条条纹间的距离. 实际测量时，要测出 n 条明纹(暗纹)的宽度，设为 a,那么 a Δx= . n-1

四、实验步骤 1.安装仪器 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图 所示. (2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光.调节各部件 的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏. (3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和 单缝的缝平行.

2.观察与记录 (1)调单缝与双缝间距为几厘米时，观察白光的干涉条纹. (2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹. (3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第 1 条亮条纹的 中心，记下手轮上的读数 a1,转动手轮，使分划板向一侧移动， 当分划板中心刻度线与第 n 条明条纹中心对齐时，记下手轮上 |a1-a2| 的刻度数 a2,则相邻两条纹间的距离 Δx= . n-1 (4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长.

3.数据处理 d 用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离 l,由公式 λ= Δx 计 l 算波长.重复测量、计算，求出波长的平均值.

五、误差分析 测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距 Δx 测量不准，或双缝到屏的距离测不准都会引起误差，但都属于 偶然误差，可采用多次测量取平均值的方法来减小误差.

六、注意事项 1.调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，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. 调节测量头时， 应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐， 记清此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线和另 一条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就 表示这两条纹间的距离.

4.不要直接测 Δx,要测几个条纹的间距计算得 Δx,这样 可以减小误差. 5.白光的

干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红 色在最外层.

一、实验器材的安装、调试及注意事项 例 1 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，要把它们放在如图所示的光具 座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.

(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序应为 C、 ________、A. (2)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 中心位于遮光筒的轴线上；

③用米尺测量双缝到屏的距离； 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. 在操作步骤②时还应注意________和________.

(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮 纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，然后同方 向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，记 下此时图乙中手轮上的示数________mm,求得相邻亮纹的间 距 Δx 为________mm.