第5章 2 學生實驗：用雙縫干涉測量光的波長

1、.2學生實驗：用雙縫干預測量光的波長一、實驗目的1觀察單色光和白光的雙縫干預圖樣2掌握用公式x測定光的波長的方法3會用測量頭測量條紋間的間隔 二、實驗原理假設雙縫到屏的間隔 用l表示，雙縫間的間隔 用d表示，相鄰兩亮條紋或相鄰兩暗條紋間的間隔 用x表示，那么入射光的波長.實驗中d是的，只要測出l、x即可計算出光的波長.三、實驗器材雙縫干預儀包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光管、光屏和測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等、學生電源、導線、米尺一、實驗步驟1把遮光管架在支架環(huán)上，其軸線與光具座的導軌根本平行2在遮光管的一端裝上雙縫，并轉動雙縫座，使雙縫與程度面垂直再裝好單縫管3

2、讓燈泡燈絲及透鏡中心與單縫中心等高燈絲與單縫之間的間隔 約為25 cm.點亮燈泡，先把透鏡移近單縫，直至在單縫面上見到燈絲的縮小像，然后把透鏡移近燈泡，直至在單縫面上形成一放大的燈絲像，假設燈絲的放大像不在單縫中心，那么上下或左右調節(jié)燈泡反復調節(jié)幾次，使燈絲的放大像及縮小像均成在單縫中心4在遮光管的另一端裝上測量頭在單縫管上裝上撥桿，邊觀察，邊左右挪動撥桿，以調節(jié)單縫與雙縫平行，直至看到白光的干預條紋最明晰這時看到的彩色干預條紋的特征是：中央為一條白色亮條紋稱為零級亮條紋；其余各級亮條紋都是帶彩色的，彩色的排列以零級亮條紋為中心左右對稱在第一級亮條紋中，紅色在最外側5測量單色光波長時，在單縫前

3、面加上紅色或綠色濾光片即可看到紅黑相間或綠黑相間的干預條紋，再調節(jié)目鏡，就能同時明晰地看到分劃線和干預條紋，然后繞光軸轉動測量頭，使分劃線與干預條紋平行，固定好測量頭后即可進展測量6先挪動測量頭上的手輪，把分劃線對準最左邊的一條干預亮條紋或者暗條紋，并記下它在游標尺上的讀數(shù)x1，然后轉動手輪，把分劃線移向右邊，并對準第n條一般n可取7左右干預亮條紋或暗條紋，這時游標尺的讀數(shù)為xn.那么相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的間隔 為x待測的光波波長為·.7改變雙縫中心間隔 d，重復上面的步驟，再測一次二、誤差分析1雙縫到屏的間隔 l的測量帶來的誤差，可選用mm刻度尺，進展屢次測量求平均值的方法減

4、小誤差2條紋間距x可利用“累積法測n條亮紋間距，再由x求出，并且采用屢次測量求的平均值的方法進一步減小誤差3分劃板刻度線和干預條紋不平行，中心刻度線沒有位于條紋中心均會導致條紋間距x有誤差三、實驗本卷須知1調節(jié)雙縫干預儀時，要注意調節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的一束光可以沿著遮光筒的軸線把屏照亮；2放置單縫和雙縫時，縫要互相平行，中心大致位于遮光筒的軸線上；3調節(jié)測量頭時，應使分劃板中心刻線對齊條紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)，轉動測量頭，使分劃板中心刻線對齊另一條紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的間隔 ；4不要直接測x，要測幾個條紋的間距計算得x，這樣可減小誤差；5白

5、光的干預觀察到的是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外層實驗探究1實驗操作過程及儀器讀數(shù)在“用雙縫干預測光的波長實驗中實驗裝置如以下圖5­2­1：圖5­2­11以下說法哪一個是錯誤的_填選項前的字母A調節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應放上單縫和雙縫B測量某條干預亮紋位置時，應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C為了減少測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮紋間的間隔 a，求出相鄰兩條亮紋間距x2測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖5­2­2，其示數(shù)為_mm.圖5­2­2【解析】1放上單縫和雙縫后，由于發(fā)

6、生干預現(xiàn)象沒法調節(jié)光源的高度，故A項錯誤2按讀數(shù)規(guī)那么，讀出示數(shù)為：1.5 mm47.0×0.01 mm1.970 mm.【答案】1A21.970實驗探究2實驗數(shù)據(jù)處理利用雙縫干預測定單色光波長，某同學在做該實驗時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中心時圖5­2­3甲，游標卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時圖5­2­3乙，游標卡尺的示數(shù)如圖丁所示，雙縫間距為0.5 mm，從雙縫到屏的間隔 為1 m，那么圖丙中游標卡尺的示數(shù)為_ mm.圖丁游標卡尺的示數(shù)為_ mm.在實驗中，所測單色光的波長為_ m在本實驗中假如在雙縫上各有一個紅色和綠色濾光片，那么在光屏上將_選填“能或“不能看到明暗相間的條紋圖5­2­3【解析】根據(jù)游標卡尺的原理，可讀出圖丙的示數(shù)為11.4 mm；圖丁的示數(shù)是16.8 mm.y m