4.4实验：用双缝干涉测量光的波长 课件 (共21张PPT)

(共21张PPT)
第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长
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
S1
S2
P1
P
1.产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
2.（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；
（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹。
4.单色光干涉条纹的特点是等间距的，明暗相间的。
3.同样条件的双缝实验，用不同的色光得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。
实验原理式
S1
S2
P1
P
二、实验原理
透镜作用：将点光源变成平行光
三、实验器材
光源
滤光片
双缝
遮光筒
毛玻璃
目镜
单缝
透镜
单缝
双缝
三、实验器材
游标卡尺
三、实验器材
目镜
遮光筒
毛玻璃屏
三、实验器材
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.共轴：打开光源，在不放单双缝时，调节光源各元件高度，使它发出的光沿遮光筒轴线照亮屏(中心在同一高度);
3.装缝：装好单缝和双缝(缝沿竖直方向)
①调节单、双缝，使缝平行，这时在屏上会看到白光的干涉图样；
②单、双缝距离适当5-10cm
4.放滤光片：在单缝前放滤光片
光源
滤光片
单缝
双缝
遮光筒
屏
透镜
四、实验步骤
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。
四、实验步骤
红光 双缝间距0.18 mm
红光 双缝间距0.36 mm
蓝光 双缝间距0.36 mm
：测量个亮条纹间的距离。
则：
四、物理量的测量
第1条，
第7条，
读数：X1
读数：X2
四、实验步骤
1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件．
2．滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去．
3．安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直，间距大约5～10 cm.
4．调节的基本依据：照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行．
5．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心．
6．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近．
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。
五、注意事项
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
五、总结
【典例1】在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示。双缝间的距离d=3mm。
若测定红光的波长，选用红色的滤光片，实验中测得双缝与屏之间的距离为0.70m，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0.500mm）观察第1条亮条纹的读数为0.004mm；观察第5条亮条纹的位置如图所示，其读数为__________mm。则可求出红光的波长λ=__________m（计算结果保留三位有效数字）。
典例分析
【答案】 0.640 6.81×10-7
【典例2】在用双缝干涉测量光的波长实验中(实验装置如图):
(1)下列说法错误的是　　　　。(填选项前的字母)
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距
典例分析
(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为　　　　 mm。
【解析】(1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝,选项A不正确。测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐,使得移动过程测出的条纹间距较为准确,选项B正确。测微目镜移过n条亮纹,则亮条纹间距 ,选项C正确。故选A。
(2)主尺读数是1.5 mm,螺旋读数是47.0×0.01 mm,因此示数为1.970 mm。
【答案】 (1)A　(2)1.970
典例分析
【典例3】在用双缝干涉测量光的波长实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲所示),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。
典例分析
(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条纹的编号,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。
乙
丙
(2)利用上述测量结果,经计算可得两相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离
Δx=　　　　mm;这种色光的波长λ=　　　　nm。
【答案】 (1)15.02　(2)2.31　6.6×102
【典例4】如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图。
(1)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹,读出手轮的读数如图乙所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第8条亮条纹,读出手轮的读数如图丙所示。则相邻两亮条纹的间距是　　　　　 mm(结果保留三位有效数字)。
(2)如果已经量得双缝的间距是0.3 mm,双缝和光屏之间的距离是900 mm,则待测光的波长是　　　　 m(结果保留三位有效数字)。
典例分析