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第四章 光
4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长
选择性必修 第一册
【引入】生活中这些条纹间距如何测量？
问题
光的干涉条纹间距如何测量？
（中央亮条纹）
（第一级亮条纹）
（第二级亮条纹）
中央亮条纹与第一级亮条纹的中心间距
一、实验目的：
（1）观测单色光的双缝干涉图样
（2）用双缝干涉图样测定单色光的波长
一、实验目的：
（1）观测单色光的双缝干涉图样
（2）用双缝干涉图样测定单色光的波长
二、实验原理：
控制变量法
三、实验器材：
单缝
双缝
遮光筒
毛玻璃屏
目镜
游标卡尺
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；
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。
第1条
第7条
读数：X1
读数：X2
五、注意事项：
1、安装：
（1）仪器的顺序：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏
（2）平行：双缝与单缝相互平行，且竖直放置
（3）共轴：光源、虑光片、单缝、双缝、遮光筒 的中心都在同一轴线上
2、安全：
使用激光笔实验时，一定不能对着眼睛照射。
例1.（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
0
25
30
20
35
mm
例2 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图4所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.
答案　E、D、B
(2)本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．
在操作步骤②时还应注意_____________________.
答案　放置单缝、双缝时，必须使缝平行
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图5甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数________ mm，求得相邻亮纹的间距Δy为________ mm.
答案 13.870　2.310
(4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________ nm.
6.6×102
小结提升
测光的波长
实验原理
器材安装
实验过程
顺序
要求
单色光的获得
累加法测量
测量头的操作与读数
的获得
计算得出

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