1、4.44.4实验:用双缝干涉测量光的波长实验:用双缝干涉测量光的波长第四章光 学一、实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件;(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样;(2)掌握测定单色光的波长的方法。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)纹间的距离x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长之间满足三、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、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。1器材的安装与调整(1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上,调整光源的高度,使它发出的一束
2、光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)将单缝和双缝安装在光具座上,使线状光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上,并注意使双缝与单缝相互平行,在遮光筒有光屏一端安装测量头,调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。四、实验步骤2.观察 (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. 四、实验步骤3. 记录 (1)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条相邻的明条纹中心对齐时,记下手轮上的刻度数a2,则相邻两条纹间的距离(条纹宽度) (2)
3、换用不同的滤光片,测量其他色光的波长.五、数据分析六、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着亮(或暗)纹的中心。(4)要多测几条亮纹(或暗纹)中心间的距离,再求x。(5)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。七、误差分析(1)测双缝到屏的距离 l 带来的误差,可通过选用毫米刻度尺,进行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。干涉条纹没有调到最清晰的程度。分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好
4、位于条纹中心。测量多条亮条纹间距离时读数不准确。做一做做一做 1、在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是 A.改用红色激光 B.改用蓝色激光C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动ACD做一做做一做 2、在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,选用红色滤光片和间距为0.20 mm的双缝,双缝与屏的距离为600 mm.某同学正确操作后,在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹.换成紫色滤光片正确操作后,使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐,在目镜中观测到的是图乙中的_(填字母),此
5、时测量头的读数为25.70 mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k5级暗条纹中心对齐,此时测量头标尺如图丙所示,其读数是_ mm,紫光的波长等于_ nm.D19.40420做一做做一做 3、在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,装置如图所示.双缝间的距离d3 mm.若测定红光的波长,选用红色的滤光片,实验中测得双缝与屏之间的距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图7甲所示,其读数为_ mm;观察第5条亮条纹的位置如图乙所示,其读数为_ mm.则可求出红光的波长_m.6.8610700.640解析由测量头的数据可知a10,a20.640 mm,