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1、学生实验：用双缝干涉测光的波长实验目的：了解光波产生稳定的干涉现象的条件；观察双缝干涉图样；了解测量头的构造及使用方法；测定单色光的 波长。实验原理：光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后，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）纹间的距离Ax与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长人之间满X = -A足 。通过测量d、L、Ax就可计算出光的波长。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（暗）纹间的距离Ax用测量 头（如图）测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。转动手轮，分划板会左右移动。测量时，应使分划板中心刻线
2、对齐 条纹的中心（如图），记下此时手轮上的读数。转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此 时手轮上的读数。两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。实验器材：双缝干涉仪、米尺、测量头。实验步骤：一、观察双缝干涉图样：1. 如图所示，把直径约10cm、长约1m的遮光简水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛 玻璃屏。2. 取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。3. 放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为5 cm10 cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上， 这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样。4. 在单缝和光源间放上滤光片，
3、观察单色光的双缝干涉图样。5. 分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化。二、测定单色光的波长：6. 已知双缝间的距离d，用米尺测出双缝到屏的距离L,用测量头测出相邻两条亮（暗）纹间的距离Ax,由X = -Ax，算单色光的波长。为了减小误差，可测出n条亮纹（暗）纹间的距离a,则可以求出相邻两条亮（暗） 纹间的距离 x=a/（n-1）。如转动测量头上的手轮，把分划板上的刻线对准视场左边的某一亮条纹（记下读数xi），把分划板向右移动，使之对齐第7条亮条纹（记下读数x2），则 67. 换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长。注意事项：1 .单缝双缝应相互平行，其中心位于遮
4、光筒的轴线上，双缝到单缝的距离应相等。2测双缝到屏的距离，可用米尺测多次取平均值。3.测条纹间距Ax时，用测量头测出n条亮（暗）纹间的距离a，求出相邻的两条明（暗）纹间的距离 x=a / （n-1）。实验结果分析：1、单色光双缝干涉条纹有何特点？单色光的双缝干涉图样是明暗相间条纹，且条纹等宽度。不同色光的干涉条纹宽窄不同，波长越长，条纹 越宽。理论研究：x与波长人双缝间距d、及双缝到屏的距离L有关。双篷分析：假设P点出现明条纹则 &-=k人（k=0、1、2）d_：2=L2+（X 2 ） 2d_r 2=L2+（X+ 2 ） 22&2-2 = 2 x d: L d , L xr2+ ri 二 2L
5、xd r2-ri = Lxd即=k九x= d则：n L X第n级明条纹位置X=&n +1） 4第（n+1）级明条纹位置X户 &n+1相邻两明条纹间距LXx = Xn+1-Xn =同理相邻两暗条纹间距 x =2、白光双缝干涉条纹有何特点？ 中央亮条纹是白色的 其它各级亮条纹中红光都在最外侧如何解释？ 白光是复色光，包含了七种单色光 各种单色光在中央都形成亮条纹，复合的光成为白色 红光波长最大，则红光的相邻两明条纹间距x最大，所以红色在最外侧3、单色光的波长的求解：例：用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d的大小恰好是图甲中游标卡尺的读数，双缝到毛玻璃 屏间的距离L的大小也由图乙中毫米刻度
6、尺读出。实验时先移动测量头上的手轮，把分化线对准靠近最左边的 一条明条纹（如图丙1所示），并记下螺旋测微器的读数ai （如图丙2所示），然后转动手轮，把分划线向右 边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数a2（如图丙3所示），试由以上测量数据求该单色光 的波长。.W少* 曷.多多多曷.孑.困Iwmlffllm1X7一I 丙 图解：由图甲读得所用双缝间距d=0.25mm。图乙中双缝的位置L1 = 100mm，毛玻璃屏的位置L2 = 938.2mm，则双缝到屏的间距L=838.2mm。 图丙中手轮的初始读数为ai=0.300mm，转动手轮，分划板中心刻线移动到第7条线时手轮读数a2=14
7、.700mm,则相邻亮条纹间的距离mm = 2.40033所以人=Ay = ， x 10 x 2.400 x 10-3 m = 7.16 x 10-7 3L 0.8382练习题：1、用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯 B.单缝片 C.光屏：0.双缝 E、遮光筒 F、滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒 上)(1) 把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A(A已写好)。(2) 正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其它条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a b。(填“大于”、“小于”、或“等于”)(3) 在双缝干涉实验中，滤光片的作用是，单缝的作用是，双缝的作用是。答案：(1) FBDEC(2) 大于(3) 获得单色光；提供线状光源；提供相干光源。2、在双缝干涉测光的波长的实验中，所用双缝间距d=2mm，双缝到屏的间距Z =86. 4cm，手轮的初始读数为知=2.12m，转动手轮，分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数巧=5.54时七则通过滤光片后的波长是6.6 x 10-73解:Ay = = 0.28533相邻亮条纹间的距离I?A U . &怂 0.285X1Q-3 X2XW3 小、顼0.864& = 一 2 =6.6x10 f m由 知：
