13.4实验：用双缝干涉测量光的波长

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1、第四节实验：用双缝干涉测量光的波长自主学目标1.了解光波产生稳定干涉图样的条件.2.会用公式测定波长.知识点归纳一、实验目的1.观察白光及单色光的双缝干涉图样.2.掌握用公式测定波长的方法.3.会用测量头测量条纹间距.二、实验原理光源发出的光经过滤光片后成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经过双缝后产生稳定的干涉图样，通过光屏可观察到明暗相间的干涉条纹，条纹中心间距是，则波长=①.式中为②、为③、为④.的测量为该实验的关键，如图1所示，分划板的刻线可通过目镜观察到，转动手轮，分划板会左右移动.测量时，使分划板中心刻度线对齐某条亮

2、（暗）条纹的中心，如图2所示，记录此时手轮上的读数；转动手轮，使分划板对齐另一条条纹中心，记录此时手轮上的读数.两次读数之差x表示这n条条纹的间距，那么相邻条纹的间距=⑤.图1图2测量头三、实验器材双缝干涉仪：如图3所示，包括光源、光具座、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、测量头、学生电源、导线、米尺及测量头，测量头包括：分划板、目镜、手轮.光源滤光片单缝双缝遮光筒屏图3双缝干涉仪提示：①②双缝之间距离③双缝到屏的距离④相邻条纹间距⑤重难点解析四、实验步骤光源滤光片单缝双缝遮光筒屏1.按下图将仪器安装在光具座上.2.将光源中心、单缝中

3、心、双缝中心、遮光筒中心轴线调节在一条线上.调节单缝与双缝间距大约5～10cm，并且使单缝和双缝的缝平行.3.接通电源，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹.4.加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读数，然后继续转动手轮，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮的读数和移过分划板中心刻线的条纹数n.5.将两次手轮的读数相减，求出n条条纹间的距离，计算相邻条纹的间距.6.用刻度尺测量双缝到屏的距离(是已知的).7.利用，求出此单色光的波长.8.换用另一颜色的滤光片，重

4、复步骤4、5、6、7，求出相应单色光的波长.五、注意事项1.单缝、双缝要平行，光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒轴线在一条直线上,单缝和双缝间距离大约5～10cm.2.测相邻条纹间距时，用测量头测出n条条纹的距离x，求出相邻条纹的间距，而不是.3.测量双缝到光屏的距离时应多次测量求平均值.六、误差分析1.的测量双缝到屏的距离比较大，的测量造成的误差影响不太大，应用米尺准确去测量.2.条纹间距的测量（1）由于条纹间距很小，故其测量造成的误差会比较大,若直接测量相邻条纹的距离，相对误差较大，所以需要测量多条条纹间的距离，再求出相邻条纹间距.

5、（2）如果分划板刻度线与条纹不平行，会造成误差.(3)分划板刻度线必须与条纹中心必须对其，否则会造成误差.典型例题例1在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝s1和s2的路程差为7.95×10-7m.则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将（选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。【答案】暗条纹变宽【解析】（1）测距利用的是平行度好的特点。答案D（2）由于=1.5，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。又，变大，变大

6、，变宽。例2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，要把它们放在下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

7、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，记下此示数mm．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为Δx为________mm.(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算公式λ＝________，求得所测红光波

8、长为________m.【解析】(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、B.(2)单缝与双缝的间距为5cm～10cm使单缝与双缝相互平行．（3）甲图的读数为2.3