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课件网) 4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 学习目标 1、会根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系，确定测量光的波长的实验思路。 2、能设计实验方案并正确操作实验器材，得到明显的干涉条纹。 3、知道两种测量头的操作和读数规则，并获得数据。 4、对测量数据进行整理，得到波长的测量值。 导入 思考： 回顾双缝干涉条纹间距的表达式。 可见光的波长范围在780～400nm之间，如何利用双缝干涉进行测量？ 内容讲解 一、实验思路 2. 原理： 1. 得到干涉条纹； 1）双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出； 2）双缝的距离 d 可以在实验器材上直接读出； 3）Δx 使用目镜一侧的测量头测出的，读数方法类似于螺旋测微器； 为了减小误差，我们一般测量 个亮条纹间的距离 ，则 。 二、实验工具 双缝干涉仪（光具座、光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头）、刻度尺 滤光片：装在单缝前，使光成为单色光 单缝：作为线光源 双缝：作为两个相干光源 毛玻璃屏：在屏上观察干涉条纹 三、实验步骤 1. 将光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上； 2. 接好光源，打开开关，使灯丝正常发光； 3. 调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏； 4. 安装双缝，使双缝与单缝的缝平行； 5. 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹； 6. 测出l、d、 Δx ； 7. 代入公式 得到所测波长； 8. 分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。 三、实验步骤 (1)根据 求出条纹间距。 (2)求出干涉条纹间距的平均值，求出双缝到屏的距离的平均值。 (3)将干涉条纹间距Δx、双缝间距(已知)、双缝到屏的距离d代入干涉条纹间距与波长的关系式求出光的波长。 (4)计算其他滤光片透过的光的波长。 四、数据处理 五、误差分析 (1)测双缝到屏的距离l带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差。 (2)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。 六、注意事项 1. 常见问题 1）看不到图样或图样较暗； 2）干涉条纹是斜的； 3）条纹不清晰。 原因：双缝不是竖直放置的。 原因：单缝、双缝的放置方向不平行。 原因：光源、透镜、遮光筒不共轴。 2. 注意事项 1）光源灯丝最好为线状灯丝。 2）不随意拆卸遮光筒、测量头等部件。 例题分析 七、例题分析 例1 在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节_____，_____和_____，_____的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。 当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出 n 条明纹间距离 a，则两条相邻明条纹间的距离 Δx =_____，双缝到毛玻璃屏的距离 l 用_____测量，用公式_____可以测出单色光的波长。 光源 滤光片 单缝 双缝 刻度尺 七、例题分析 例2 在用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为0.2×10-3m，测得双缝到屏的距离为0.700m，分划板中心刻线对齐第一级亮条纹中央时手轮读数为0.200×10-3m，第四级亮条纹所在位置为7.470×10-3m，求红光的波长。若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度如何变化？ 答案：6.922×10-7m 变小 解析：相邻条纹的间距为 根据 得 当改用频率更高的单色光做实验，其他不变，依据公式 那么波长变短，则干涉条纹的宽度变小。 七、例题分析 七、例题分析 例3 如图甲所示，是用双缝干涉测光的波长的实验装置示意图，其中A、B、C、D分别表示滤光片、单缝、双缝、光屏。图乙a是实验时用红色滤光片和缝间距d＝0.36 mm的双缝在光屏上得到的 ... ...
