第5章 2 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

1、.2學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用雙縫干預(yù)測(cè)量光的波長(zhǎng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察單色光和白光的雙縫干預(yù)圖樣2掌握用公式x測(cè)定光的波長(zhǎng)的方法3會(huì)用測(cè)量頭測(cè)量條紋間的間隔 二、實(shí)驗(yàn)原理假設(shè)雙縫到屏的間隔 用l表示，雙縫間的間隔 用d表示，相鄰兩亮條紋或相鄰兩暗條紋間的間隔 用x表示，那么入射光的波長(zhǎng).實(shí)驗(yàn)中d是的，只要測(cè)出l、x即可計(jì)算出光的波長(zhǎng).三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干預(yù)儀包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光管、光屏和測(cè)量頭，其中測(cè)量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺一、實(shí)驗(yàn)步驟1把遮光管架在支架環(huán)上，其軸線與光具座的導(dǎo)軌根本平行2在遮光管的一端裝上雙縫，并轉(zhuǎn)動(dòng)雙縫座，使雙縫與程度面垂直再裝好單縫管3

2、讓燈泡燈絲及透鏡中心與單縫中心等高燈絲與單縫之間的間隔 約為25 cm.點(diǎn)亮燈泡，先把透鏡移近單縫，直至在單縫面上見到燈絲的縮小像，然后把透鏡移近燈泡，直至在單縫面上形成一放大的燈絲像，假設(shè)燈絲的放大像不在單縫中心，那么上下或左右調(diào)節(jié)燈泡反復(fù)調(diào)節(jié)幾次，使燈絲的放大像及縮小像均成在單縫中心4在遮光管的另一端裝上測(cè)量頭在單縫管上裝上撥桿，邊觀察，邊左右挪動(dòng)撥桿，以調(diào)節(jié)單縫與雙縫平行，直至看到白光的干預(yù)條紋最明晰這時(shí)看到的彩色干預(yù)條紋的特征是：中央為一條白色亮條紋稱為零級(jí)亮條紋；其余各級(jí)亮條紋都是帶彩色的，彩色的排列以零級(jí)亮條紋為中心左右對(duì)稱在第一級(jí)亮條紋中，紅色在最外側(cè)5測(cè)量單色光波長(zhǎng)時(shí)，在單縫前

3、面加上紅色或綠色濾光片即可看到紅黑相間或綠黑相間的干預(yù)條紋，再調(diào)節(jié)目鏡，就能同時(shí)明晰地看到分劃線和干預(yù)條紋，然后繞光軸轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃線與干預(yù)條紋平行，固定好測(cè)量頭后即可進(jìn)展測(cè)量6先挪動(dòng)測(cè)量頭上的手輪，把分劃線對(duì)準(zhǔn)最左邊的一條干預(yù)亮條紋或者暗條紋，并記下它在游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，把分劃線移向右邊，并對(duì)準(zhǔn)第n條一般n可取7左右干預(yù)亮條紋或暗條紋，這時(shí)游標(biāo)尺的讀數(shù)為xn.那么相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的間隔 為x待測(cè)的光波波長(zhǎng)為·.7改變雙縫中心間隔 d，重復(fù)上面的步驟，再測(cè)一次二、誤差分析1雙縫到屏的間隔 l的測(cè)量帶來的誤差，可選用mm刻度尺，進(jìn)展屢次測(cè)量求平均值的方法減

4、小誤差2條紋間距x可利用“累積法測(cè)n條亮紋間距，再由x求出，并且采用屢次測(cè)量求的平均值的方法進(jìn)一步減小誤差3分劃板刻度線和干預(yù)條紋不平行，中心刻度線沒有位于條紋中心均會(huì)導(dǎo)致條紋間距x有誤差三、實(shí)驗(yàn)本卷須知1調(diào)節(jié)雙縫干預(yù)儀時(shí)，要注意調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的一束光可以沿著遮光筒的軸線把屏照亮；2放置單縫和雙縫時(shí)，縫要互相平行，中心大致位于遮光筒的軸線上；3調(diào)節(jié)測(cè)量頭時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線對(duì)齊條紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)齊另一條紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的間隔 ；4不要直接測(cè)x，要測(cè)幾個(gè)條紋的間距計(jì)算得x，這樣可減小誤差；5白

5、光的干預(yù)觀察到的是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外層實(shí)驗(yàn)探究1實(shí)驗(yàn)操作過程及儀器讀數(shù)在“用雙縫干預(yù)測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)裝置如以下圖5­2­1：圖5­2­11以下說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的_填選項(xiàng)前的字母A調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B測(cè)量某條干預(yù)亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊C為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的間隔 a，求出相鄰兩條亮紋間距x2測(cè)量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖5­2­2，其示數(shù)為_mm.圖5­2­2【解析】1放上單縫和雙縫后，由于發(fā)

6、生干預(yù)現(xiàn)象沒法調(diào)節(jié)光源的高度，故A項(xiàng)錯(cuò)誤2按讀數(shù)規(guī)那么，讀出示數(shù)為：1.5 mm47.0×0.01 mm1.970 mm.【答案】1A21.970實(shí)驗(yàn)探究2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理利用雙縫干預(yù)測(cè)定單色光波長(zhǎng)，某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度對(duì)齊A條紋中心時(shí)圖5­2­3甲，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度對(duì)齊B條紋中心時(shí)圖5­2­3乙，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示，雙縫間距為0.5 mm，從雙縫到屏的間隔 為1 m，那么圖丙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_ mm.圖丁游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_ mm.在實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_ m在本實(shí)驗(yàn)中假如在雙縫上各有一個(gè)紅色和綠色濾光片，那么在光屏上將_選填“能或“不能看到明暗相間的條紋圖5­2­3【解析】根據(jù)游標(biāo)卡尺的原理，可讀出圖丙的示數(shù)為11.4 mm；圖丁的示數(shù)是16.8 mm.y m