用双缝干涉实验测光的波

一．学习目标

1、学生阅读课本，认识各器材的作用，通过组内团结协作学会安装实验器材，并能观察到单色光的干涉现象。

2、学生通过实验，学会运用光的干涉测定光的波长。 二、实验目的

1、观察白光和单色光的双峰干涉图样。 2、掌握用公式?x?l?测定单色光的波长的方法。 d三、实验原理

1、相邻亮（或暗）纹间的距离?x与入射光波长?间的定量关系推导（课本P56） 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 。 2、操作原理

光源发出的光经 成为单色光，单色光通过 后，相当于 ，经双缝产生稳定的干涉图样，干涉条纹可从屏上观察到。

图样中相邻两条亮（暗）条纹间的距离?x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长?之间满足 ，通过测量d、L、?x就可计算出波长。 3、双缝干涉的实验器材及装置

光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、测量头（分划板、目镜、手轮）、学生电源、导线、米尺

光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏

4、实验步骤 （1）先将光源、遮光筒依次放于光具座上，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着 的轴线把屏照亮。

（2）将单缝和双缝安装在光具座上，单缝和双缝的距离约为 ，使双缝与单缝 ，打开光源，使光源、单缝和双缝三者的 位于遮光筒的轴线上，并注意在遮光筒有光屏一端安装 ，调整 位置到分划板 位于光屏中央。 （3）将 套在单缝前面，通过目镜可以看到单色光的双缝干涉条纹。

（4）在光源和单缝间加一 ，调节光源及单缝的位置，使光源灯丝成像于但单缝上，可提高双缝干涉条纹的亮度。 5、注意事项

（1）放置单缝和双缝时，必须使互相平行，单缝和双缝的距离约为5-10cm。 （2）要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、和光屏的中心在一条直线上。 （3）测量头的中心刻度要对着亮（暗）条纹的中心。

（4）为减小实验误差，要多测量几条亮纹（暗纹）中心间的距离，再求?x。

6、数据处理（根据??d?x测定单色光的波长） l（1）双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离l可以用米尺测出，相邻两条亮纹间的距离

?x用 （如图—5）测出。

图—1 测量头 图—2

（2）测量头（图—1）由 、 、 等构成，转动手轮，分划板会左右移动。测量时，转动测量头，使分划板中心刻线平行于干涉条纹并对齐某条亮纹的中央（如图—2），记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移至另一条亮条纹的中央，记下读数a2,

a?a并记下两次测量的条纹数n，就可以求出相邻两条亮纹间的距离?x?21。

n?1d?x（3）根据公式??可计算出光的波长。

l（4）多次重复上述步骤，求出波长的平均值。

（5）换用不同的滤光片，重复上述实验，可以测得不同的单色光的波长。 7、 巩固训练

1．如图—3是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．

（1）图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、④分别是______、______．（选填单缝、双缝、滤光片）

① ② ③ ④ ⑤

图—3

（2）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是l=600mm，双缝之间的距离是d=0.20mm，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—4左图所示读数为x1．

0 0 5 10

图—4

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x2如图—4右图所示．则示数x2=_____mm．由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长的公式为λ=_______（用物理量l、d、x1 、x2表示）。

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