用双缝干涉仪测定光的波长.docx

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1、4.2用双缝干涉仪测定光的波长一、目的1.了解光波生定干涉的条件.2.察白光及色光的双干涉.l3.掌握用公式x＝dλ定波的方法.4.会用量量条距离.二、原理1.相明(暗)的距离x与入射光波λ之的定量关系推如4-2-1所示，双距d，双到屏的距离l.双S1、S2的的中垂与屏的交点P0.屏上与P0距离x的一点P，两与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2.在段PS2上作PM＝PS1，S2M＝r2－r1，因d?l，三角形S1S2M可看作直角三角形.有：r2－r1＝dsinθ(令∠S2S1M＝θ).图4-2-1：x＝ltanθ≈lsinθx有：r2－r1＝dlx若P亮，dl＝±kλ，(k

2、＝0,1,2，⋯)l解得：x＝±kdλ.(k＝0,1,2，⋯)l相两亮或暗的中心距离：x＝dλ.2.量原理l由公式x＝dλ可知，在双干涉中，d是双距，是已知的；l是双到屏的距离，可以出，那么，只要出相两明条(或相两暗条)中心d距x，即可由公式λ＝lx算出入射光波的大小.3.条距x的定如4-2-2甲所示，量由分划板、目、手等构成，量先量，分划板中心刻与干涉条平行，然后手，使分划板向左(向右)第1页移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图4-2-2乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距a离x＝n－1.图4-2-2三、实验器

3、材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺.一、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、光屏依次安放在光具座上，如图4-2-3所示图4-2-3(2)接通电源，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，使双缝与单缝的缝平行，两者间距为5～10cm.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

4、到干涉条纹.(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1；转动手轮，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；

5、a2－a1

6、并记下两次测量的亮条纹数n，则相邻两亮条纹间距x＝n－1.(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离L.L(4)将测出的L、x代入x＝dλ求出光波的波长λ.(5)重复测量、计算，求出波长的平均值.(6)换用不同颜色的滤光片，重复实验.二、数据处理第2页

7、a2－a1

8、(1)对每次测量由公式x＝计算相邻两亮条纹间距.l(2)对每次测量用公式x＝dλ计算光波的波长.(3)对每种单色光的多次测量值求平均值作为该单色光波长的

9、测量值.三、注意事项(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)条纹的中心.(4)要多测几个亮条纹(或暗条纹)中心间的距离，再求x.(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.四、误差分析本实验的误差主要来源于以下两个方面：(1)l的测量误差因本实验中，双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用mm刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小误差.(2)测条纹间距x带来的误差①

10、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时读数不准确.实验探究1实验操作过程及仪器读数在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图4-2-4所示)：图4-2-4(1)下列说法哪一个是错误的________.(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两第3页a条亮纹间距x＝n－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图4-2-5所

11、示，其示数为______mm.图4-2-5【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误.(2)按读数规则，读出示数为：1.5mm＋47.0×0.01mm＝1.970mm.【答案】(1)A(2)1.970实验探究2实验数据处理利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图4-2-6甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游