高二物理选修3-4 13.4实验：用双缝干涉测量光的波长 LI

13.4实验：用双缝干涉测量光的波长光源滤光片单缝双缝遮光筒屏透镜如下图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略，两缝S1､S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0=L。实验原理r1r2屏上P1与P0点的距离x，两缝到P1的距离分别为P1S1=r1P1S2=r2.在P1S2上作P1M=P1S1,于是S2M=r2-r1由于两缝之间的距离远小于缝到屏的距离，所以可近似认为三角形S1S2M是直角三角形，根据三角函数的关系，有r2-r1=dsinθ另一方面x=Ltanθ≈Lsinθr1r2实验原理21rrd.dkk0,1,2,3,,xk.x.x,x.d,Lx,..xLxLLdLdLddL因此有当两列波的路程差为波长的整数倍即时才会出现亮条纹也就是说亮条纹中心的位置为相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距根据双缝干涉中条纹间距得已知双缝间距再测出双缝到屏的距离和条纹间距就可以求得光波的波长中间亮纹第二条亮纹第一条亮纹第一条亮纹第二条亮纹第一条暗纹第一条暗纹第二条暗纹第三条暗纹第二条暗纹第三条暗纹ΔXΔXΔXΔXΔXΔX实验目的：1、了解光波产生稳定的干涉现象的条件；2、观察双缝干涉图样；3、测定单色光的波长。实验原理：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定干涉图样，图中相邻两条亮纹间距△x、双缝间距d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ满足：实验器材：双缝干涉仪、米尺、测量头。dλ=ΔxLLΔx=λd1）如图，把长约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，调节光源高度，使它发出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度);3）装好单缝和双缝(缝沿竖直方向)，调节透镜，使灯丝的像成在单缝上，调节单、双缝，使缝平行，这时在屏上会看到白光的干涉图样；光源滤光片单缝双缝遮光筒屏透镜实验步骤：(视频)4）在单缝和光源间放上红色滤光片，观察红光干涉图样；5）调节测量头，使分划板中心刻线与左端某条(记为第1条)亮纹中心对齐，记下此时测量头刻度X1，将测量头朝右端移动，记下第n条亮纹中心位置X2；则第1条亮纹与第n条亮纹中心间距为a=X2-X1，则相邻亮纹间距为：6）已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，由，计算红光的波长。xdL1axn第1条第7条读数：X1读数：X2216XXxdλ=ΔxL练习1、北京市海淀区二模反馈题21(1)21.（1）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2、2008年高考物理上海卷1212．在杨氏双缝干涉实验中，如果（）（A）用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹（B）用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹（C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹（D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹BD紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹，D对。解析：白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；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3、（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