实验：用双缝干涉测量光的波长

13.4实验用双缝干涉测量光的波长一、实验原理双缝干涉的两个相邻亮（暗）条纹的距离△x与波长λ、双缝的间距d及双缝到屏的距离L满足实验：用双缝测量光的波长二、实验装置及器材光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，学生电源、导线、刻度尺光源滤光片单缝双缝遮光筒屏实验步骤：（1）如图所示，把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏；（2）取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（3）放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm～10cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上,这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样；（4）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样；1.观察双缝干涉图样2.测定单色光的波长(1)安装好测量头､调节至可清晰观察到干涉条纹.(2)条纹间距用测量头测出,如图测量头由分划板,目镜,手轮等构成,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某条亮条纹中心,记下此时手轮上的读数a1,转动手轮,使分划板中心刻线移至另一条亮条纹中央,记下此时手轮的读数a2;并记下两次测量的亮条纹数n.则相邻两条亮(或暗)条纹间距21||.1aaxn第1条第7条读数：X1读数：X2216XXxdλ=ΔxL(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l.(4)将l､Δx代入公式求出光的波长λ.(5)重复测量,计算,求出波长的平均值.(6)换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹的异同,求出相应的波长.,lxd实验误差分析1.l的测量误差本实验中双缝到光屏的距离较长,l的测量误差不太大,但也应选用毫米刻度尺测量.并用多次测量求出平均值的办法减小实验误差.2.测量条纹间距Δx带来的误差.(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度.(2)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.(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确.注意事项1.放置单缝和双缝时,必须使缝平行.2.要保证光源､滤光片､单缝､双缝和光屏的中心轴在遮光筒的轴线上.3.测量头的分划板中心刻线要对准条纹的中心.应用实例你能计算出两条纹的间距吗？某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的波长，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮条纹，其示数如图所示,此时的示数x1=mm。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第n亮条纹的中心对齐，测出第n亮条纹示数为x2。由以上数据可求得该光的波长表达式λ=（用给出的字母符号表示）。0.776)n(L)xx(d112025302035mm练习1、在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，装置如图，双缝间的距离d=3mm（1）若测定红光的波长，应选用色的滤光片，实验时需要测定的物理量有：和。红双缝到屏的距离Ln条条纹间距a光源滤光片单缝双缝遮光筒屏练习2、（2）若测得双缝与屏之间距离0.70m，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0.500mm）观察第1条亮纹的位置如图（a）所示，观察第5条亮纹的位置如图（b）所示，则可求出红光的波长=m.（保留一位有效数字）010152004001012345图（a）图（b）7×10-7解见下页（2）解:m103mm3m7003d,.L由读数得m10506mm65004..a则m10625115m10506144..nax由公式m107m700103106251734..Ldx题目巩固练习1．用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、④分别是______、______．（选填单缝、双缝、滤光片）2、利用双缝干涉仪来测光的波长，实验装置包括以下主要元件：A、白炽灯，B、单缝片，C、光屏及测量头，D、双缝，E、遮光筒，F、滤光片。把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是（1）A（A已填好）。（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮条纹间距为a；改用绿色滤光片，其它条件不变，用测量头测出10条绿亮条纹间距为b，则一定有a___b（填“大于”、“小于”、或“等于”）滤光片双缝FBDEC大于3.现有毛玻璃屏A,双缝B､白光光源C､单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C､_____________､A.E､D､B(2)本实验的实验步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用米尺测量双缝到屏的距离;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.在操作步骤②时还应注意________________________和__________________________.单缝与双缝的间距为5cm~10cm使单缝与双缝相互平行(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如下图甲所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时下图乙中手轮上的示数____________mm,求得相邻亮纹的间距为Δx为____________mm.13.8702.310(4)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算公式λ=_________,求得所测红光波长为_____________nm.dxl6.6×1024、如图所示是双缝干涉仪，其中A是白炽电灯（光源）、B是滤光片、E是遮光筒、F是毛玻璃光屏．①图中C是_________，D是________，C、D间距离大约是_________cm．②如果撤去滤光片B，在屏上看到的是________________，与D正中相对的位置出现的是__________，两侧是________________．③如果把黄色滤光片换成绿色滤光片，在屏上观察到的条纹间距将变_______．④计算光的波长的公式是=___________，式中各物理量的意义是_________________单缝双缝5---10彩色干涉条纹白色亮条纹彩色条纹变窄λ=d△X/l