1、第第2节节 科学测量：用双缝干涉测光的波长科学测量：用双缝干涉测光的波长第五章 光的干涉、衍射和偏振新课引入新课引入新课引入新课引入回顾双缝干涉条纹间距的表达式。lxd 可否由此求光的波长？内容讲解内容讲解一、实验目的一、实验目的实验目的用双缝干涉测量光的波长。二、实验原理与设计二、实验原理与设计实验原理根据双缝干涉条纹间距与波长的关系lxd 可知dxl 二、实验原理与设计二、实验原理与设计实验设计dxl 测量出x、d、l。干涉过程相干光源三、实验器材三、实验器材实验器材需要哪些实验器材？三、实验器材三、实验器材实验器材双缝干涉仪学生电源导线米尺光具座光源滤光片单缝双缝遮光筒光屏及测量头三、实
2、验器材三、实验器材实验器材四、进行实验四、进行实验装置器材(1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，如图所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。四、进行实验四、进行实验装置器材(2)将单缝和双缝安装在光具座上，使线状光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝相互平行，在遮光筒有光屏一端安装测量头，如图所示，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。四、进行实验四、进行实验装置器材(3)调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在510 cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹，若干涉条纹不清晰，可通
3、过遮光筒上的调节长杆轻轻拨动双缝，即可使干涉条纹清晰明亮。在屏上就会看到白光的双缝干涉图样。四、进行实验四、进行实验装置器材(4)将红色(或绿色)滤光片套在单缝前面，通过目镜可看到单色光的双缝干涉条纹。(5)在光源及单缝之间加上一凸透镜，调节光源及单缝的位置，使光源灯丝成像于单缝上，可提高双缝干涉条纹的亮度，使条纹更加清晰，如图所示。四、进行实验四、进行实验进行实验(6)转动手轮，使分划板中心刻线对齐某条亮纹的中央，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2；并记下两次测量的条纹数n。(7)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(双缝间距d是已知
4、的)。(8)重复(6)-(7)的步骤3-5次。(9)换不同的的滤光片，重复(1)-(8)的步骤。五、数据处理五、数据处理数据处理(1)根据211aaxn 求出条纹间距。(2)求出干涉条纹间距的平均值，求出双缝到屏的距离的平均值。(3)将干涉条纹间距x、双缝间距(已知)、双缝到屏的距离d代入干涉条纹间距与波长的关系式求出光的波长。(4)计算其他滤光片透过的光的波长。五、数据处理五、数据处理误差分析(1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差。(2)测条纹间距x带来的误差。干涉条纹没有调到最清晰的程度。分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于
5、条纹中心。测量多条亮条纹间距离时读数不准确。典题剖析典题剖析典题剖析典题剖析例1 如图甲所示，是用双缝干涉测光的波长的实验装置示意图，其中A、B、C、D分别表示滤光片、单缝、双缝、光屏。图乙a是实验时用红色滤光片和缝间距d0.36 mm的双缝在光屏上得到的图样；图乙b是实验时用红色滤光片和缝间距d0.18 mm的双缝在光屏上得到的图样；图乙c是实验时用蓝色滤光片和双缝间距d0.36 mm的双缝在光屏上得到的图样，则图乙图乙(1)比较图乙a和图乙b，可以说明_。(2)比较图乙a和图乙c，可以说明_。(3)能进行上述比较的前提是做这三次实验时不改变_和_的位置(从“A”、“B”、“C”、“D”中选
6、填)。对相同色光，双缝间距减小，相邻条纹间距增大对相同双缝，光波长变短，相邻条纹间距减小CD典题剖析典题剖析例2 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示。双缝间的距离d3 mm。(1)若测量红光的波长，应选用_色的滤光片。实验时需要测定的物理量有_和_。(2)若测得双缝与光屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示。则可求出红光的波长_ m。绿双缝与屏的距离l条纹间距x4211.2 10m1aaxn 76.86 10md xl6.8610-7 m课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结敬请各位老师提出宝贵意见！
