在用双缝干涉测光的波长.ppt

第三单元　 实验：用双缝干涉测光的波长 一、实验目的 1．了解光波产生稳定干涉现象的条件． 2．观察双缝干涉图样． 3．测定单色光的波长． 二、实验原理 1．光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝后，相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹．若用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹． 三、实验器材 双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源，导线、刻度尺． 四、实验步骤 1．观察双缝干涉图样 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图2. 图2 (2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏． (3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行，二者间距为几个厘米，这时，可观察到白光的干涉条纹． (4)在单缝和光源间放上过滤片，观察单色光的条纹． 五、注意事项 1．实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量． 2．分划板上的刻度线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量结果的误差． 3．双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否则影响测量结果． 六、误差分析 光波波长很小，Δx、l的测量对波长λ的影响很大，l用毫米刻度尺测量，Δx利用测量头上的游标卡尺测量；可测多条亮纹间距求Δx；采用多次测量求λ的平均值法减小误差． 【例1】　利用图3中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法： 图3 A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 E．去掉滤光片后，干涉现象消失 其中正确的是__________． 【例2】　(2009年北京卷)在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图4甲)，并选用缝间距d＝0.20 mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作． ①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm； ②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm. 【例3】　在“用双缝干涉测光的波长”的实验中： (1)已知双缝到光屏之间的距离是600 mm，双缝之间的距离是0.20 mm，单缝到双缝之间的距离是100 mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数如图5甲所示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图5乙所示，这两次示数依次为__________mm和 __________mm，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为__________nm. (2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 (　　) A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离 C．将红色滤光片改为绿色滤光片 D．增大双缝之间的距离 1．分别使红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的条纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则 (　　) A．Δx1＜Δx2 B．Δx1＞Δx2 C．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx1增大 D．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx1不变 2．用单色光做双缝干涉实验，下述说法正确的是 (　　) A．相邻干涉条纹之间的距离相等 B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍 C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 3．(2009年上海卷)右图6为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹间距变大可改用波长更________(填：长、短)的单色光；或者使双缝与光屏之间的距离__________(填：增大，减小)． 4．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色