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1、图1图2实验二十三用双缝干涉测光的波长（一）实验目的1. 观察双缝干涉的干涉图样。2. 测定单色光的波长。（二）实验原理1. 光源发出的复色光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝时，单缝相当于线光 源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，若 用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹。2. 根据人=-患可以计算出单色光的波长。公式中d为双缝间距离，软为相邻两l条亮（或暗）纹间的距离，1为双缝到屏之间的距离，实验中d 一般是已知的，所以 测出1，软即可测出光的波长。3. Ax由测量头测出。测量头由划分板、目镜、手轮等构成。如图 1所示。转动手轮，分划板会左、右
2、移动。测量时， 应使分划板中心刻线对齐条纹的中心（如图2所 示），记下此时手轮上的读数，转动手轮，使 分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相 邻的条纹中心时，记下手轮上的刻度数。2，两次读 数之差就是这两条条纹间的距离。即Ax = |% -%|。Ax很小，直接测量时相对误差较大，通常测出 n条明（暗）条纹间的距离a，再推算出相邻两条明 （暗）条纹间的距离。Ax=a/（n-1）。（三）实验器材双缝干涉实验仪、光具座及附件、学生电源、导线、刻度尺。（四）实验步骤1. 观察双缝干涉图样（1）将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。如图3所示。图3,一(2) 接好光源，打开开关，使灯丝正常
3、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) 安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二 者间距约5cm10cm，这时，可观察白光的干涉条纹。(5) 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。2. 测定单色光的波长(1) 安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。(2) 使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数气，将这条 亮纹记作“1”；转动手轮，使分划板中心刻线移动全条纹n的中央时，记下此时手轮 上的读数a，则相邻两亮条纹间距电=土。2n 1(3) 用刻度尺测量双缝到光屏间距离l (d是已知的)。(4) 重复测量、计算，求
4、出波长的平均值。(5) 换用不同滤光片，重复实验。(五) 注意事项1. 双缝干涉仪是比较紧密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等 元件。2. 遮光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸或干净软片轻轻擦拭。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。4. 光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。5. 调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要是由于灯丝与单缝、双缝、测 量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰，一般的主要原因是单缝与双缝不平行。(六) 误差分析光波的波长很小，软、l的测量对测量波长人的影响很大，l用毫米
5、刻度尺测量， 软利用测量头上的游标尺测量。可利用“积累法”测n条亮纹间距，再求x=a/(n-1), 并且采用多次测量求人的平均值的方法来进一步减小误差。例题1. 由两个相同的单色光源发出的光叠加后，并没有出现明暗相间的条纹，这是由于 （）A. 两光源的发光强度不同；B. 两光源到两光相遇处的距离不同；C. 两个光源是彼此独立的，不是相十光源；D. 没有使两光源同时通电发光。答案：C解析：两个光源发出的光尽管频率相同，但振动步调不一致，不是相十光源。2. 现有毛玻璃屏人、双缝8、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元 件，要把它们放在图4所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长
6、。图4（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表 示各光学元件的字母排列顺序应为C、。（2）本实验的实验步骤有：Q取下遮光筒左侧的元件;调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;。按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线 上；用米尺测量双缝到屏的距离；Q用测量头（其读书方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹的距离。在操作步骤Q时还应注意 和。（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图5所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮 纹中心对齐，记下此时图6中手轮的示数 mm，求得相邻亮纹的间距为斌为 mm。图5图6(4) 已知双缝间距d为2.0X10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算 公式朱，求得所测红光波长为 mm。答案：(1) E、D、B、A(2) 单缝和双缝间的距离应控制在510cm；单缝和双缝应平行(3) 13.870； 2.774(4) d x ； 7.93X10-4l
