实验十九用双缝干涉测光的波长

实验十九用双缝干涉测光的波长第一页，共三十一页，编辑于2023年，星期五知识要点归纳实验目的观察白光、单色光的干涉图样，测定单色光的波长．第二页，共三十一页，编辑于2023年，星期五实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝dΔx/l.第三页，共三十一页，编辑于2023年，星期五实验器材双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺等．测量头使用方法第四页，共三十一页，编辑于2023年，星期五1．结构：由分划板、目镜、手轮等构成．如图14－5－1所示．2．用途：测两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx.图14－5－1第五页，共三十一页，编辑于2023年，星期五3．使用方法：转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图14－5－2所示)，记下此时手轮上的读数a1；图14－5－2第六页，共三十一页，编辑于2023年，星期五转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时，记下手轮上的刻度数a2，两次读数之差就是这两条条纹间的距离，即Δx＝a1－a2.第七页，共三十一页，编辑于2023年，星期五过程分析导引实验步骤1．观察干涉条纹(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图14－5－3所示．图14－5－3第八页，共三十一页，编辑于2023年，星期五(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．(3)调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，第九页，共三十一页，编辑于2023年，星期五使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5cm～10cm，这时，可观察白光的干涉条纹．(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．第十页，共三十一页，编辑于2023年，星期五2．测定单色光的波长(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，第十一页，共三十一页，编辑于2023年，星期五使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹．(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)．(4)改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量．第十二页，共三十一页，编辑于2023年，星期五数据处理第十三页，共三十一页，编辑于2023年，星期五误差分析1．双缝到屏的距离l的测量存在误差．2．测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度．第十四页，共三十一页，编辑于2023年，星期五(2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度．(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，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准确，此间距中的条纹数未数清．第十五页，共三十一页，编辑于2023年，星期五注意事项1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养．2．安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．第十六页，共三十一页，编辑于2023年，星期五3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．4．调节的基本依据是：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，干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．第十七页，共三十一页，编辑于2023年，星期五实验典例探究在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图14－5－4甲)，并选用缝间距d＝0.20mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，双缝干涉实验的数据处理例1第十八页，共三十一页，编辑于2023年，星期五像屏与双缝屏间的距离L＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．图14－5－4第十九页，共三十一页，编辑于2023年，星期五(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度．某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16mm；第二十页，共三十一页，编辑于2023年，星期五接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.第二十一页，共三十一页，编辑于2023年，星期五【解析】

(1)主尺读数为15mm，游标尺读数为1×0.02mm＝0.02mm，二者相加即可．(2)由于图中数字标记的是暗条纹，首先应根据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数，若图乙的(a)图中的中央刻线所对亮条纹记为第1条，第二十二页，共三十一页，编辑于2023年，星期五【答案】(1)15.02

(2)2.31

6.6×102第二十三页，共三十一页，编辑于2023年，星期五在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图14－5－5所示．实验结论与误差分析例2图14－5－5第二十四页，共三十一页，编辑于2023年，星期五(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关第二十五页，共三十一页，编辑于2023年，星期五D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是_______．(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图14－5－6所示，该读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，第二十六页，共三十一页，编辑于2023年，星期五如图14－5－7所示．则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(填“大于”、“小于”或“等于”)实际值．图14－5－6

图14－5－7第二十七页，共三十一页，编辑于2023年，星期五第二十八页，共三十一页，编辑于2023年，星期五(2)固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为20.2，所以测量结果为0.5mm＋20.2×0.01mm＝0.702mm.(3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，由