第十三章 试验 用双缝干扰测量光的波长

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一、试验目的1.了解光波产生稳定干扰现象的条件..了解光波产生稳定干扰现象的条件.2.观测双缝干扰图样..观测双缝干扰图样.3.测定单色光的波长..测定单色光的波长.二、试验原理分析：试验原理分析：分析1.光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝后.光源发出的光经滤光片成为单色光，相当于线光源，经双缝产生稳定的干扰图样，相当于线光源，经双缝产生稳定的干扰图样，我们通过光屏可以观测到明暗相间的干扰条纹.若用白光照射，光屏可以观测到明暗相间的干扰条纹.若用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观测到彩色条纹.通过两狭缝可以在光屏上观测到彩色条纹.

2、干扰条纹间距与光的波长的关系、分析(3-4课本页，课后自主分析)分析(课本80页课后自主分析)课本

d3.根据λ=lx可以计算出单色光根据=的波长.为双缝间距离，的波长.公式中d为双缝间距离，x为相邻两条亮纹间的距离，l为相邻两条亮纹间的距离，为双缝到屏之间的距离，为双缝到屏之间的距离，试验中

图实-图实-1

d一般是已知的，所以测出l、x即可求出光的波长.一般是已知的，、即可求出光的波长.

三、试验器材双缝干扰仪(由光具座、光源、滤光片、双缝、单缝、双缝干扰仪由光具座、光源、滤光片、双缝、单缝、由光具座毛玻璃屏、遮光筒、测量头组成，另外还有学生电源、毛玻璃屏、遮光筒、测量头组成),另外还有学生电源、导线、刻度尺.刻度尺.四、试验步骤1.观测干扰条纹.(1)将光源、将光源、将光源、依次安放在光具座上.依次安放在光具座上.

(2)接好光源，开启开关，使灯丝正常发光.接好光源，开启开关，使灯丝正常发光.接好光源(3)调理各器件的高度，使光源发出的光能沿调理各器件的高度，调理各器件的高度屏.(粗调).(粗调)粗调(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，安装双缝和单缝与单缝的缝光的干扰条纹.光的干扰条纹.(5)在单缝和光源间放上滤光片，观测在单缝和光源间放上滤光片，在单缝和光源间放上滤光片光的干扰条纹.光的干扰条纹.,二者间距约，这时，可观测这时，到达光

2.测定单色光的波长.(1)安装测量头，调理至可明了观测到干扰条纹.安装测量头，调理至可明了观测到干扰条纹.安装测量头(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记录下来手轮使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，使分划

板中心刻线对齐某条亮条纹的中央上的读数a将该条纹记为第1条亮纹转动手轮，条亮纹；上的读数1,将该条纹记为第条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记录下来此时手轮上的读数a2,将该条纹记为第n条亮纹(累积时手轮上的读数将该条纹记为第条亮纹(条亮纹法).(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离是已知的.用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的用刻度尺测量双缝到光屏的距离是已知的).(4)重复测量.重复测量.重复测量

五、数据处理a2-a11.条纹间距x=||..=n-1-d2.波长λ=x..=l3.计算多组数据，求λ的平均值..计算多组数据，的平均值.六、本卷须知1.双缝干扰仪是比较缜密的仪器，应轻拿轻放，且注意保.双缝干扰仪是比较缜密的仪器，应轻拿轻放，养.2.安装时，注意调理光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮.安装时，注意调理光源、滤光片、单缝、光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当.光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当.

3.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近..光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近.4.照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，.照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；测量头与遮光筒不共轴所致；干扰条纹不明了的一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调理.是单缝与双缝不平行所致，故应正确调理.七、误差分析1.双缝到屏的距离l的测量存在误差..双缝到屏的距离的测量存在误差的测量存在误差.2.测条纹间距Δx带来的误差：.测条纹间距带来的误差带来的误差：(1)干扰条纹没有调整到最明了的程度.干扰条纹没有调整到最明了的程度.干扰条纹没有调整到最明了的程度(2)误认为为亮暗)条纹的宽度.误认为Δx为亮条纹的宽度.误认为为亮(暗条纹的宽度

(3)分划板刻线与干扰条纹不平行，分划板刻线与干扰条纹不平行，分划板刻线与干扰条纹不平行中心刻线没有恰好位于条纹中心.

(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不确凿，应沿同一方向移动测量多条亮条纹间的距离时读数不确凿，测量多条亮条纹间的距离时读数不确凿(手轮)此间距中的条纹数未数清.,此间距中的条纹数未数清手轮)此间距中的条纹数未数清.,八、试验改进

试验原理考察

[案例.(09年上海高考)如图实-8所案例1].(

年上海高考)如图实-所案例年上海高考示为双缝干扰的试验示意图，示为双缝干扰的试验示意图，若要使干扰条纹的间距变大，条纹的间距变大，可改用波长更________(填：长、短)的单色光，或者使的单色光，填的单色光双缝与光屏之间的距离________(填：增大，双缝与光屏之间的距离填增大，减小).减小.图实-8图实-

试验器材、试验器材、试验步骤及数据处理[案例(05年天津理综)现有毛玻璃屏、双缝、白光案例2]年天津理综)案例年天津理综现有毛玻璃屏A、双缝B、光源C、单缝和透红光的滤光片等光学元件，和透红光的滤光片E等光学元件光源、单缝D和透红光的滤光片等光学元件，要把它们放在如图实-所示的光具座上组装成双缝干扰装置所示的光具座上组装成双缝干扰装置，放在如图实-3所示的光具座上组装成双缝干扰装置，用以测量红光的波长.以测量红光的波长.

图实-图实-3

(1)将白光光源放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由将白光光源C放在光具座最左端依次放置其他光学元件，将白光光源放在光具座最左端，左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为、左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.、(2)本试验的试验步骤有：本试验的试验步骤有：本试验的试验步骤有①取下遮光筒左侧的元件，调理光源高度，使光束能直接沿遮取下遮光筒左侧的元件，调理光源高度，光筒轴线把屏照亮；光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心按合理顺序在光具座上放置各光学元件，位于遮光筒的轴线上；位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；用米尺测量双缝到屏的距离；其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离④用测量头(其读数方法同螺旋测微器测量数条亮纹间的距离.用测量头其读数方法同螺旋测微器测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意在操作步骤②时还应注意_________和_________.和.

(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图实-甲所亮纹定为第条亮纹，此时手轮上的示数如图实-4甲所条亮纹示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，记录下来此时图实-乙中手轮上的示数亮纹中心对齐，记录下来此时图实-4乙中手轮上的示数_______

_mm,求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.,求得相邻亮纹的间距为

图实-图实-4

(4)已知双缝间距为2.010-4m,测得双缝到屏的距离已知双缝间距d为已知双缝间距，测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算公式=__________,求得所测红光波，由计算公式λ=,长为__________nm.长为

[答案(1)E、D、B答案]答案、、(2)单缝与双缝的间距为cm~10cm单缝与双缝的间距为5~单缝与双缝的间距为缝相互平行(3)13.8702.310(4)dx6.6102l使单缝与双

[练1](2023全国理综卷第题)利用图中装置研究双练全国理综卷第22题全国理综卷第缝干扰时，有下面几种说法：干扰时，有下面几种说法：A、将屏移近双缝，干