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(共13张PPT)
光源
滤光片
单缝
双缝
遮光筒
屏
透镜
4.4 用双缝干涉测量光的波长
一、实验目的
(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件;
(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样;
(2)掌握测定单色光的波长的方法。
二、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
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、拨杆、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、刻度尺。
三、实验器材
光源
滤光片
双缝
遮光筒
毛玻璃
单缝
测量头
拨杆
四、实验步骤
1.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
4.在单缝和光源间放上红色滤光片,观察红光干涉图样;
中间亮纹
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
第二条亮纹
第一条亮纹
第二条亮纹
第一条亮纹
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,则相邻条纹间距为:
螺旋测微器的读数
第1条
第7条
测量头有两种,都由划分板、目镜、手轮等构成。转动手轮,划分板会左右移动。
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。
7.换用不同的滤光片,测量其他色光的波长。
红光的条纹间距最大,紫光的最小。
1.红光的波长最长,紫光的波长最短
2.波长越长,频率越小,波长越短,频率越大
3.光的颜色由频率决定
五、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、双缝和光屏的中心在同一条轴线上.
3.测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心.
4.要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离,再求Δx.
5. 照在像屏上的光很弱:主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致;
干涉条纹不清晰,一般是因为单缝与双缝不平行。(利用拨杆调节)
六、误差分析
1.测双缝到屏的距离 l 带来的误差,可通过选用mm刻度尺,进行多次测量求平均值的办法减小误差.
2.通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差.
3.测条纹间距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离时读数不准确.
例:如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：
(1)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是________．(单选)
A．旋转测量头 B．增大单缝与双缝间的距离 C．调节拨杆使单缝与双缝平行
C
(2)图丙为拨杆,请问它是按照下列哪种方式安装和操作的(　　)
A.拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱并为轴,手持拨杆的C端,通过左右拨动来调节B小孔套住 的双缝;
B.拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴,手持拨杆的C端,通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝;
C.拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴,手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝。
B
(3)测量头目镜手轮示数如图所示,该读数为 ,观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图所示。在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值．若要使两者对齐,该同学应如何调节________。
A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝 C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头
大于
D
0.700mm
课堂小结

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