資源簡介

(共12張PPT)
4.4實驗：用雙縫干涉測量光的波長
第四章
光
學
一、實驗目的
(1)了解光波產生穩定的干涉現象的條件；
(2)觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣；
(2)掌握測定單色光的波長的方法。
二、實驗原理
單色光通過單縫后，經雙縫產生穩定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮（暗）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λ之間滿足
三、實驗器材
雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學生電源、導線、米尺。
1．器材的安裝與調整
(1)先將光源(線狀光源)、遮光筒依次放于光具座上，調整光源的高度，使它發出的一束光沿著遮光筒的軸線把屏照亮。
(2)將單縫和雙縫安裝在光具座上，使線狀光源、單縫及雙縫三者的中心位于遮光筒的軸線上，并注意使雙縫與單縫相互平行，在遮光筒有光屏一端安裝測量頭，調整分劃板位置到分劃板中心刻線位于光屏中央。
四、實驗步驟
2.觀察
（1）調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濾光片，觀察單色光的干涉條紋.
四、實驗步驟
3.
記錄
（1）調節測量頭，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a1,轉動手輪，使分劃板向一側移動，當分劃板中心刻度線與第n條相鄰的明條紋中心對齊時，記下手輪上的刻度數a2,則相鄰兩條紋間的距離（條紋寬度）
（2）換用不同的濾光片，測量其他色光的波長.
五、數據分析
六、注意事項
(1)放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。
(2)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上。
(3)測量頭的中心刻線要對著亮(或暗)紋的中心。
(4)要多測幾條亮紋(或暗紋)中心間的距離，再求Δx。
(5)照在像屏上的光很弱，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是因為單縫與雙縫不平行。
七、誤差分析
(1)測雙縫到屏的距離
l
帶來的誤差，可通過選用毫米刻度尺，進行多次測量求平均值的辦法減小誤差。
(2)測條紋間距Δx帶來的誤差。
①干涉條紋沒有調到最清晰的程度。
②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。
③測量多條亮條紋間距離時讀數不準確。
1、在雙縫干涉實驗中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣.若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是
A.改用紅色激光
B.改用藍色激光
C.減小雙縫間距
D.將屏幕向遠離雙縫的位置移動
E.將光源向遠離雙縫的位置移動
ACD
2、在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，選用紅色濾光片和間距為0.20
mm的雙縫，雙縫與屏的距離為600
mm.某同學正確操作后，在目鏡中看到如圖甲所示的干涉條紋.換成紫色濾光片正確操作后，使測量頭分劃板刻線與第k級暗條紋中心對齊，在目鏡中觀測到的是圖乙中的_____(填字母)，此時測量頭的讀數為25.70
mm.沿同一方向繼續移動測量頭使分劃板刻線與第k＋5級暗條紋中心對齊，此時測量頭標尺如圖丙所示，其讀數是_______
mm，紫光的波長等于_____
nm.
D
19.40
420
3、在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，裝置如圖所示.雙縫間的距離d＝3
mm.若測定紅光的波長，選用紅色的濾光片，實驗中測得雙縫與屏之間的距離為0.70
m，通過測量頭(與螺旋測微器原理相似，手輪轉動一周，分劃板前進或后退0.500
mm)觀察第1條亮條紋的位置如圖7甲所示，其讀數為____
mm；觀察第5條亮條紋的位置如圖乙所示，其讀數為______
mm.則可求出紅光的波長λ＝__________m.
6.86×10－7
0
0.640
解析　由測量頭的數據可知
a1＝0，a2＝0.640
mm，

展開更多......

收起↑