實驗十九用雙縫干涉測光的波長

1、知識要點歸納知識要點歸納實驗?zāi)康挠^察白光、單色光的干涉圖樣，測定單色光的波長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)紋間距x與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長之間滿足dx/l.實驗器材雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭組成)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等測量頭使用方法1結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成如圖1451所示2用途：測兩條相鄰明(暗)條紋間的距離x.圖圖14513使用方法：轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會左、右移動測量時，應(yīng)使分劃板中心刻線對齊條紋的中心(如圖1452所示)，記下此時手輪上的讀數(shù)a1；圖圖1452轉(zhuǎn)動手輪，

2、使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻線對齊另一條相鄰的條紋中心時，記下手輪上的刻度數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是這兩條條紋間的距離，即xa1a2.過程分析導(dǎo)引過程分析導(dǎo)引實驗步驟1觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如圖1453所示圖圖1453(2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5 cm10 cm，這時，可觀察白光的干涉條紋(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋2測定單色光的波長(1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋(2

3、)使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第n條亮紋(3)用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)(4)改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測量數(shù)據(jù)處理誤差分析1雙縫到屏的距離l的測量存在誤差2測條紋間距x帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度(2)誤認(rèn)為x為亮(暗)條紋的寬度(3)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心(4)測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不 準(zhǔn) 確 ， 此 間 距 中 的 條 紋 數(shù) 未 數(shù)清注意事項1雙縫干涉儀

4、是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)2安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)3光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近4調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)實驗典例探究實驗典例探究 在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上(如圖1454甲)，并選用縫間距d0.20 mm的雙縫屏從儀器注明的規(guī)格可知，雙縫干涉實驗的數(shù)據(jù)處理雙縫干涉實驗的數(shù)據(jù)處理例例1像屏與雙縫屏間的距離L700 mm.然后

5、，接通電源使光源正常工作圖1454(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，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時圖乙(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丙(a)所示，此時圖丙(b)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.【解析】(1)主尺讀數(shù)為15 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為10.02 mm0.02 mm，二者相加即可(2)由于圖中數(shù)字標(biāo)記的是暗條紋，首先應(yīng)根據(jù)暗條紋所標(biāo)數(shù)字

6、給亮條紋也標(biāo)明條數(shù)，若圖乙的(a)圖中的中央刻線所對亮條紋記為第1條，【答案】(1)15.02(2)2.316.6102 在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中,實驗裝置如圖1455所示實驗結(jié)論與誤差分析實驗結(jié)論與誤差分析例例2圖圖1455(1)以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行了調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點：A燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B干涉條紋與雙縫垂直C干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D干涉條紋間距與光的波長有關(guān)以 上 幾 點 中 你 認(rèn) 為 正 確 的 是_(2)當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條刻度線時，手輪上的示數(shù)如圖 1 4 5 6 所 示 ， 該 讀 數(shù) 為_mm.(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖1457所示則在這種情況下測量干涉條紋的間距x時，測量值_(填“大于”、“小于”或“等于”)實際值圖圖1456圖圖1457(2)固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動刻度讀數(shù)為20.2，所以測量結(jié)果為0.5 mm20.20.01 mm0.702 mm.(3)測量頭中的分劃板中