用雙縫干涉測量光的波長(含答案)

1、-作者xxxx-日期xxxx用雙縫干涉測量光的波長(含答案)【精品文檔】實驗十五用雙縫干涉測量光的波長一、實驗?zāi)康?理解雙縫干涉的原理，能安裝和調(diào)試儀器2觀察入射光分別為白光和單色光時雙縫干涉的圖樣3掌握利用公式x測波長的方法二、實驗原理單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)條紋間的距離x與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長之間滿足d·x/l.三、實驗器材雙縫干涉儀，即：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺附：測量頭的構(gòu)造及使用如圖1甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，分劃板

2、會向左右移動，測量時，應(yīng)使分劃板的中心刻度對齊條紋的中心，如圖乙，記下此時手輪上的讀數(shù)然后轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與另一條紋的中心對齊，再次記下手輪上的刻度兩次讀數(shù)之差就表示這兩個亮條紋間的距離圖1實際測量時，要測出n條亮條紋(暗條紋)的寬度，設(shè)為a，那么x.四、實驗步驟1安裝儀器(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖2所示圖2(2)接好光源，打開開關(guān)，使白熾燈正常發(fā)光調(diào)節(jié)各部件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏(3)安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸線上，使雙縫和單縫相互平行2觀察與記錄(1)調(diào)整單縫與雙縫間距為幾厘米時，觀察白光的干涉條紋(2)在單縫和光源間放上

3、濾光片，觀察單色光的干涉條紋(3)調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻度線對齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的亮條紋中心對齊時，記下手輪上的刻度數(shù)a2，則相鄰兩條紋間的距離x.(4)換用不同的濾光片，測量其他色光的波長3數(shù)據(jù)處理用刻度尺測量出雙縫到光屏間的距離l，由公式x計算波長重復(fù)測量、計算，求出波長的平均值五、誤差分析測定單色光的波長，其誤差主要由測量引起，條紋間距x測量不準(zhǔn)，或雙縫到屏的距離測不準(zhǔn)都會引起誤差，但都屬于偶然誤差，可采用多次測量取平均值的方法來減小誤差六、注意事項1調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時，要注意調(diào)整光源的高度，使它發(fā)出

4、的一束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮2放置單縫和雙縫時，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上3調(diào)節(jié)測量頭時，應(yīng)使分劃板中心刻線和條紋的中心對齊，記清此時手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線和另一條紋的中心對齊，記下此時手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條紋間的距離4不要直接測x，要測多個亮條紋的間距再計算得x，這樣可以減小誤差5白光的干涉觀察到的是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外層記憶口訣亮光源、濾光片，單縫雙縫成一線；遮光筒、測量頭，中間有屏把像留；單縫雙縫平行放，共軸調(diào)整不能忘；分劃線、亮條紋，對齊平行測得準(zhǔn)；n條亮紋讀尺數(shù)，相除可得鄰間距；縫距筒長記分明，波長公式要記清.例

5、1在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中：(1)實驗裝置采用雙縫干涉儀，它由各部分光學(xué)元件在光具座上組成，現(xiàn)準(zhǔn)備了下列儀器：A.光源，B.雙縫片，C.單縫片，D.濾光片，E.毛玻璃(其中雙縫片和光屏連在遮光筒上)把以上儀器安裝在光具座上時，正確的排列順序是_(2)關(guān)于本實驗，正確的說法是 ()A實驗時應(yīng)調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應(yīng)相互平行B觀察到的白光的干涉圖樣是：可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級亮條紋為中心左右對稱，在第一級亮條紋中紫色在最外側(cè)C看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，且紅條紋的

6、間距比綠條紋的間距大D測量時應(yīng)使測量頭的分劃板的中心刻線對齊條紋的中心再讀數(shù)例2利用雙縫干涉測定光的波長實驗中，雙縫間距d0.4 mm，雙縫到光屏的距離l0.5 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖3所示，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所示，則：圖3(1)分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為xA_mm，xB_mm，相鄰兩條紋間距x_mm；(2)波長的表達(dá)式_(用x、l、d表示)，該單色光的波長_m；(3)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將_(填“變大”、“不變”或“變小”)例3在觀察光的干涉現(xiàn)象的實驗中，將兩片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙

7、的雙縫；按圖4所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫圖4(1)保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙越小，屏上明暗相間的條紋間距_(選填“越大”或“越小”)；(2)保持雙縫的間隙不變，光屏到縫的距離越大，屏上明暗相間的條紋間距_(選填“越大”或“越小”)；(3)在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件下，用不同顏色的光做實驗，發(fā)現(xiàn)用藍(lán)色光做實驗在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實驗時_(選填“大”或“小”)1利用圖5中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，下面幾種說法中正確的是 ()圖5A將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C將單縫向雙縫移動一小段距離

8、后，干涉條紋間距變寬D換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄2某同學(xué)在做雙縫干涉實驗時，按各元件的合理順序正確的安裝好實驗裝置，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是由于 ()A光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致，相差較大B沒有安裝濾光片C單縫與雙縫不平行D光源發(fā)出的光束太強(qiáng)3如圖6所示是用雙縫干涉測量光的波長的實驗設(shè)備示意圖圖6(1)圖中是光源，是光屏，它們之間的依次是_、_、_. (2)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離 ()A增大和之間的距離B增大和之間的距離C將紅色濾光片改為綠色濾光片D增大雙縫之間的距離(3)在某次實驗中，已知雙縫到光屏之間的距離是600 mm，雙

9、縫之間的距離是0.20 mm，單縫到雙縫之間的距離是100 mm，某同學(xué)在用測量頭測量時，先將測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對準(zhǔn)某條亮紋(記作第1條)的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖7甲所示，然后他轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第7條亮紋的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖乙所示這兩次示數(shù)依次為_mm和_mm，由此可以計算出這次實驗中所測得的單色光的波長為_nm.圖74現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖8所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長圖8(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排

10、列順序應(yīng)為C、_、_、_、A.(2)本實驗的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；按合理的順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用刻度尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離. 在操作步驟時還應(yīng)注意_和_.(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖9甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時如圖乙所示的手輪上的示數(shù)為_mm，求得相鄰亮紋的間距x為_mm.圖9(4)已知雙縫間距d×104 m，測得雙縫到屏

11、的距離l為0.700 m，由計算式_ _，求得所測紅光波長為_nm.5在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉儀按要求安裝在光具座上(如圖10所示)，并選用縫間距d0.2 mm的雙縫屏從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L700 mm.然后，接通電源使光源正常工作圖10圖11(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖11(a)所示，圖(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時圖(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x11.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖(c)所示，此時圖(d)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2_ mm；(2)利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離x_ mm；這種色光的波長_ nm.答案課堂探究例1(1)ADCBE或EBCDA(2)ACD例2(1)11.115.60.75(2