實驗十九用雙縫干涉測光的波長

實驗十九用雙縫干涉測光的波長第一頁，共三十一頁，2022年，8月28日知識要點歸納實驗?zāi)康挠^察白光、單色光的干涉圖樣，測定單色光的波長．第二頁，共三十一頁，2022年，8月28日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Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長λ之間滿足λ＝dΔx/l.第三頁，共三十一頁，2022年，8月28日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．測量頭使用方法第四頁，共三十一頁，2022年，8月28日1．結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成．如圖14－5－1所示．2．用途：測兩條相鄰明(暗)條紋間的距離Δx.圖14－5－1第五頁，共三十一頁，2022年，8月28日3．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14－5－2所示)，記下此時手輪上的讀數(shù)a1；圖14－5－2第六頁，共三十一頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)動手輪，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Δx＝a1－a2.第七頁，共三十一頁，2022年，8月28日過程分析導(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14－5－3所示．圖14－5－3第八頁，共三十一頁，2022年，8月28日(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，第九頁，共三十一頁，2022年，8月28日使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5cm～10cm，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．第十頁，共三十一頁，2022年，8月28日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)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，第十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日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．第十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)處理第十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日誤差分析1．雙縫到屏的距離l的測量存在誤差．2．測條紋間距Δx帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度．第十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日(2)誤認(rèn)為Δx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．第十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日注意事項1．雙縫干涉儀是比較精密的儀器，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)．第十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日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)．第十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日實驗典例探究在“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14－5－4甲)，并選用縫間距d＝0.20mm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)處理例1第十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日像屏與雙縫屏間的距離L＝700mm.然后，接通電源使光源正常工作．圖14－5－4第十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日(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)x1＝1.16mm；第二十頁，共三十一頁，2022年，8月28日接著再轉(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Δx＝________mm；這種色光的波長λ＝________nm.第二十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日【解析】

(1)主尺讀數(shù)為15mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為1×0.02mm＝0.02mm，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，第二十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日【答案】(1)15.02

(2)2.31

6.6×102第二十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中,實驗裝置如圖14－5－5所示．實驗結(jié)論與誤差分析例2圖14－5－5第二十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日(1)以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進(jìn)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)第二十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日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14－5－6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，第二十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日如圖14－5－7所示．則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(填“大于”、“小于”或“等于”)實際值．圖14－5－6

圖14－5－7第二十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日第二十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日(2)固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為20.2，所以測量結(jié)果為0.5mm＋20.2×0.01mm＝0.702mm.(3)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，