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楊氏雙縫干涉一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解干涉的原理;2、掌握分波陣面法干涉的方法;3、掌握干涉的測(cè)量,并且利用干涉法測(cè)光的波長(zhǎng)。二、實(shí)驗(yàn)原理圖1 楊氏雙縫干涉原理圖楊氏雙縫干涉原理如圖1所示,其中S為單縫,S1和S2為雙縫,P為觀察屏。如果S在S1和S2的中線上,則可以證明雙縫干涉的光程差為式中,d為雙縫間距,是衍射角,l是雙縫至觀察屏的間距。當(dāng)由干涉原理可得,相鄰明紋或相鄰暗紋的間距可以證明是相等的,為,因此,用厘米尺測(cè)出l,用測(cè)微目鏡測(cè)雙縫間距d和相鄰條紋的間距x,計(jì)算可得光波的波長(zhǎng)。三、實(shí)驗(yàn)儀器1:鈉燈(加圓孔光闌);2:透鏡L1(f=50mm);3:二維架(SZ-07);4:可調(diào)狹縫(SZ-27);5:透鏡架(SZ-08);6:透鏡L2(f=150mm);7:雙棱鏡調(diào)節(jié)架(SZ-41);8:雙縫;9:延伸架(SZ-09);10:測(cè)微目鏡架(SZ-36);11:測(cè)微目鏡(SZ-03)12、13、15:二維平移底座(SZ-02);14、16:升降調(diào)節(jié)座(SZ-03)圖2 實(shí)驗(yàn)裝置圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、參考圖2安排實(shí)驗(yàn)光路,狹縫要鉛直,并與雙縫和測(cè)微目鏡分劃版的毫尺刻線平行。雙縫與目鏡距離適當(dāng),以獲得適于觀測(cè)的干涉條紋。2、調(diào)單縫、雙縫,測(cè)微目鏡平行且共軸,調(diào)節(jié)單縫的寬度,三者之間的間距,以便在目鏡中能看到干涉條紋。3、用測(cè)微目鏡測(cè)量干涉條紋的間距x以及雙縫的間距d,用米尺測(cè)量雙縫至目鏡焦面的距離l,計(jì)算鈉黃光的波長(zhǎng),并記錄結(jié)果。4、觀察單縫寬度改變,三者間距改變時(shí)干涉條紋的變化,分析變化的原因。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果1、 測(cè)鈉光波長(zhǎng)數(shù)據(jù)表次數(shù)x(mm)d(mm)l(mm)(nm)12345注意:為減小測(cè)量誤差,不直接測(cè)相鄰條紋的間距x,而要測(cè)n個(gè)條紋的間距再取平均值;另外由于測(cè)微目鏡放大倍率為15倍,所以相鄰條紋間距以及雙縫間距的實(shí)際值應(yīng)該為讀數(shù)除以15。2、 測(cè)得鈉光波長(zhǎng)平均值:=鈉黃光波長(zhǎng)公認(rèn)值(或稱標(biāo)準(zhǔn)值):589.44nm3、絕對(duì)誤差=589.44-=4、相對(duì)誤差=(/589.44)100%=六、注意事項(xiàng)1、單縫、雙縫、必須平行,且單縫在雙縫的中線上。 2、單縫的寬度要恰當(dāng)。 3、測(cè)微目鏡測(cè)量時(shí),不能回轉(zhuǎn),防止回轉(zhuǎn)誤差。 七、思考題1、若狹縫寬度變寬,條紋如何變化?2、若雙縫與屏幕間距變小,條
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