第十三章 試驗(yàn) 用雙縫干擾測(cè)量光的波長(zhǎng)

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一、試驗(yàn)?zāi)康?.了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定干擾現(xiàn)象的條件..了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定干擾現(xiàn)象的條件.2.觀測(cè)雙縫干擾圖樣..觀測(cè)雙縫干擾圖樣.3.測(cè)定單色光的波長(zhǎng)..測(cè)定單色光的波長(zhǎng).二、試驗(yàn)原理分析：試驗(yàn)原理分析：分析1.光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，單色光經(jīng)過(guò)單縫后.光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，相當(dāng)于線(xiàn)光源，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干擾圖樣，相當(dāng)于線(xiàn)光源，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干擾圖樣，我們通過(guò)光屏可以觀測(cè)到明暗相間的干擾條紋.若用白光照射，光屏可以觀測(cè)到明暗相間的干擾條紋.若用白光照射，通過(guò)兩狹縫可以在光屏上觀測(cè)到彩色條紋.通過(guò)兩狹縫可以在光屏上觀測(cè)到彩色條紋.

2、干擾條紋間距與光的波長(zhǎng)的關(guān)系、分析(3-4課本頁(yè)，課后自主分析)分析(課本80頁(yè)課后自主分析)課本

d3.根據(jù)λ=lx可以計(jì)算出單色光根據(jù)=的波長(zhǎng).為雙縫間距離，的波長(zhǎng).公式中d為雙縫間距離，x為相鄰兩條亮紋間的距離，l為相鄰兩條亮紋間的距離，為雙縫到屏之間的距離，為雙縫到屏之間的距離，試驗(yàn)中

圖實(shí)-圖實(shí)-1

d一般是已知的，所以測(cè)出l、x即可求出光的波長(zhǎng).一般是已知的，、即可求出光的波長(zhǎng).

三、試驗(yàn)器材雙縫干擾儀(由光具座、光源、濾光片、雙縫、單縫、雙縫干擾儀由光具座、光源、濾光片、雙縫、單縫、由光具座毛玻璃屏、遮光筒、測(cè)量頭組成，另外還有學(xué)生電源、毛玻璃屏、遮光筒、測(cè)量頭組成),另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線(xiàn)、刻度尺.刻度尺.四、試驗(yàn)步驟1.觀測(cè)干擾條紋.(1)將光源、將光源、將光源、依次安放在光具座上.依次安放在光具座上.

(2)接好光源，開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.接好光源，開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.接好光源(3)調(diào)理各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿調(diào)理各器件的高度，調(diào)理各器件的高度屏.(粗調(diào)).(粗調(diào))粗調(diào)(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線(xiàn)上，使雙縫安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線(xiàn)上，安裝雙縫和單縫與單縫的縫光的干擾條紋.光的干擾條紋.(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀測(cè)在單縫和光源間放上濾光片，在單縫和光源間放上濾光片光的干擾條紋.光的干擾條紋.,二者間距約，這時(shí)，可觀測(cè)這時(shí)，到達(dá)光

2.測(cè)定單色光的波長(zhǎng).(1)安裝測(cè)量頭，調(diào)理至可明了觀測(cè)到干擾條紋.安裝測(cè)量頭，調(diào)理至可明了觀測(cè)到干擾條紋.安裝測(cè)量頭(2)使分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)齊某條亮條紋的中央，記錄下來(lái)手輪使分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)齊某條亮條紋的中央，使分劃

板中心刻線(xiàn)對(duì)齊某條亮條紋的中央上的讀數(shù)a將該條紋記為第1條亮紋轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，條亮紋；上的讀數(shù)1,將該條紋記為第條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線(xiàn)移動(dòng)至另一亮條紋的中央，使分劃板中心刻線(xiàn)移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記錄下來(lái)此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2,將該條紋記為第n條亮紋(累積時(shí)手輪上的讀數(shù)將該條紋記為第條亮紋(條亮紋法).(3)用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離是已知的.用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離l(d是已知的用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離是已知的).(4)重復(fù)測(cè)量.重復(fù)測(cè)量.重復(fù)測(cè)量

五、數(shù)據(jù)處理a2-a11.條紋間距x=||..=n-1-d2.波長(zhǎng)λ=x..=l3.計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值..計(jì)算多組數(shù)據(jù)，的平均值.六、本卷須知1.雙縫干擾儀是比較縝密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保.雙縫干擾儀是比較縝密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，養(yǎng).2.安裝時(shí)，注意調(diào)理光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮.安裝時(shí)，注意調(diào)理光源、濾光片、單縫、光筒的中心軸線(xiàn)上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng).光筒的中心軸線(xiàn)上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng).

3.光源燈絲最好為線(xiàn)狀燈絲，并與單縫平行且靠近..光源燈絲最好為線(xiàn)狀燈絲，并與單縫平行且靠近.4.照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，.照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致；測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致；干擾條紋不明了的一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)理.是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)理.七、誤差分析1.雙縫到屏的距離l的測(cè)量存在誤差..雙縫到屏的距離的測(cè)量存在誤差的測(cè)量存在誤差.2.測(cè)條紋間距Δx帶來(lái)的誤差：.測(cè)條紋間距帶來(lái)的誤差帶來(lái)的誤差：(1)干擾條紋沒(méi)有調(diào)整到最明了的程度.干擾條紋沒(méi)有調(diào)整到最明了的程度.干擾條紋沒(méi)有調(diào)整到最明了的程度(2)誤認(rèn)為為亮暗)條紋的寬度.誤認(rèn)為Δx為亮條紋的寬度.誤認(rèn)為為亮(暗條紋的寬度

(3)分劃板刻線(xiàn)與干擾條紋不平行，分劃板刻線(xiàn)與干擾條紋不平行，分劃板刻線(xiàn)與干擾條紋不平行中心刻線(xiàn)沒(méi)有恰好位于條紋中心.

(4)測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不確鑿，應(yīng)沿同一方向移動(dòng)測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不確鑿，測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不確鑿(手輪)此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清.,此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清手輪)此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清.,八、試驗(yàn)改進(jìn)

試驗(yàn)原理考察

[案例.(09年上海高考)如圖實(shí)-8所案例1].(

年上海高考)如圖實(shí)-所案例年上海高考示為雙縫干擾的試驗(yàn)示意圖，示為雙縫干擾的試驗(yàn)示意圖，若要使干擾條紋的間距變大，條紋的間距變大，可改用波長(zhǎng)更________(填：長(zhǎng)、短)的單色光，或者使的單色光，填的單色光雙縫與光屏之間的距離________(填：增大，雙縫與光屏之間的距離填增大，減小).減小.圖實(shí)-8圖實(shí)-

試驗(yàn)器材、試驗(yàn)器材、試驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理[案例(05年天津理綜)現(xiàn)有毛玻璃屏、雙縫、白光案例2]年天津理綜)案例年天津理綜現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、光源C、單縫和透紅光的濾光片等光學(xué)元件，和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件光源、單縫D和透紅光的濾光片等光學(xué)元件，要把它們放在如圖實(shí)-所示的光具座上組裝成雙縫干擾裝置所示的光具座上組裝成雙縫干擾裝置，放在如圖實(shí)-3所示的光具座上組裝成雙縫干擾裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng).以測(cè)量紅光的波長(zhǎng).

圖實(shí)-圖實(shí)-3

(1)將白光光源放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由將白光光源C放在光具座最左端依次放置其他光學(xué)元件，將白光光源放在光具座最左端，左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為、左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、A.、(2)本試驗(yàn)的試驗(yàn)步驟有：本試驗(yàn)的試驗(yàn)步驟有：本試驗(yàn)的試驗(yàn)步驟有①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)理光源高度，使光束能直接沿遮取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)理光源高度，光筒軸線(xiàn)把屏照亮；光筒軸線(xiàn)把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，位于遮光筒的軸線(xiàn)上；位于遮光筒的軸線(xiàn)上；③用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離④用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離.用測(cè)量頭其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離.在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意_________和_________.和.

(3)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某亮紋中心對(duì)齊，將該將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某亮紋中心對(duì)齊，將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某亮紋中心對(duì)齊亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖實(shí)-甲所亮紋定為第條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖實(shí)-4甲所條亮紋示.然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線(xiàn)與第6條然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線(xiàn)與第條亮紋中心對(duì)齊，記錄下來(lái)此時(shí)圖實(shí)-乙中手輪上的示數(shù)亮紋中心對(duì)齊，記錄下來(lái)此時(shí)圖實(shí)-4乙中手輪上的示數(shù)_______

_mm,求得相鄰亮紋的間距Δx為_(kāi)_______mm.,求得相鄰亮紋的間距為

圖實(shí)-圖實(shí)-4

(4)已知雙縫間距為2.010-4m,測(cè)得雙縫到屏的距離已知雙縫間距d為已知雙縫間距，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700m,由計(jì)算公式=__________,求得所測(cè)紅光波，由計(jì)算公式λ=,長(zhǎng)為_(kāi)_________nm.長(zhǎng)為

[答案(1)E、D、B答案]答案、、(2)單縫與雙縫的間距為cm~10cm單縫與雙縫的間距為5~單縫與雙縫的間距為縫相互平行(3)13.8702.310(4)dx6.6102l使單縫與雙

[練1](2023全國(guó)理綜卷第題)利用圖中裝置研究雙練全國(guó)理綜卷第22題全國(guó)理綜卷第縫干擾時(shí)，有下面幾種說(shuō)法：干擾時(shí)，有下面幾種說(shuō)法：A、將屏移近雙縫，干