4 实验:用双缝干涉测量光的波长 【实验思路】 1.实验目的 (1)观察白光及单色光的双缝 . (2)测定单色光的 . 2.实验原理 (1)当两列单色光在空间相遇并发生干涉时,在接收屏上将出现 的条纹.两相邻亮(暗)条纹间的距离满足Δx=λ,故有λ= .测出d、l、Δx即可算出光的波长. (2)实验中,双缝间的距离d是已知的,双缝到屏的距离l可以用 测出,相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx用 测出. 【实验器材】 双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃光屏)、测量头、学生电源、导线、 . 【物理量的测量】 1.安装、调节双缝干涉仪,实验装置如图所示,使各部件水平、 ,让单缝与双缝间的距离在8 cm左右. 2.观察白光的双缝 现象. 3.用单色光入射得到干涉条纹,如图所示.转动手轮,分划板会左右移动,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的 ,测出n个亮条纹间的距离a,则相邻两亮条纹间的距离为Δx= . 4.利用已知的双缝间距d,用刻度尺测出双缝到屏的距离l,根据公式λ= 计算出波长. 5.更换d值不同的双缝,观察干涉条纹间距的变化,并求出相应的 . 6.更换不同颜色的滤光片,观察干涉条纹间距的变化,并求出相应的 . 例1 [2022·萧山中学期中] 某实验小组利用如图甲所示的装置完成“用双缝干涉测量光的波长”实验,双缝之间的距离d=0.20 mm,双缝到光屏间的距离l=70 cm. (1)实验时观察到干涉条纹比较模糊,要使条纹变得清晰,以下调节做法正确的是 . A.旋转测量头 B.移动光源 C.调节拨杆使单缝与双缝平行 D.左右转动透镜 (2)正确调节后,转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐亮条纹的中心,分划板在图乙中A、B位置时游标卡尺读数分别如图丙所示. ①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA= mm,在B位置时游标卡尺读数为xB= mm. ②相邻两条纹间距Δx= mm. ③根据以上数据可得出光的波长λ= m(保留两位有效数字). 例2 某同学在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,使用的实验装置示意图如图甲所示.使用的双缝的间距为0.025 cm.实验时,首先调节 和 的中心位于遮光筒的中心轴线上,并使 和 相互平行.当屏上出现干涉图样后,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察第一条亮条纹时,手轮的位置如图乙所示,观察第五条亮条纹时,手轮的位置如图丙所示,测出双缝与屏的距离为50.00 cm,则待测光的波长λ= nm. 变式1 [2022·杭州二中期中] 某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验,第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图甲中的A),游标卡尺的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时(如图丙中的B),游标卡尺的示数如图丁所示.已知双缝间距d=0.5 mm,双缝到屏的距离l=1 m,则: (1)图乙中游标卡尺的示数为 cm. (2)图丁中游标卡尺的示数为 cm. (3)所测光波的波长为 m(保留两位有效数字). 【注意事项】 1.实验时应调节各器件共轴,否则光无法到达光屏. 2.放置单缝和双缝时,必须使单缝与双缝平行. 3.测量条纹间距时,测量头分划板的中心刻线要对准亮条纹(或暗条纹)的中心. 1.(器材的安装)(多选)某同学在做双缝干涉实验时,按装置图安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于 ( ) A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大 B.没有安装滤光片 C.单缝与双缝不平行 D.光源发出的光束太强 2.(对实验原理的理解)在光的双缝干涉实验中,能增大条纹间距的做法是 ( ) A.改用频率更高的光波 B.改用波长更长的光波 C.增大双缝间距 D.减小双缝到光屏的距离 3.(实验操作)(多 ... ...
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