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栏目导引 知识要 点归纳 过程分 析导引 知能优 化演练 实验典 例探究 　实验十五　用双缝干涉测量光的波长 实验十五　用双缝干涉测量光的波长 知识要点归纳 实验目的 1. 了解光波产生稳定干涉现象的条件. 2. 观察双缝干涉图样. 3. 测定单色光的波长. 实验原理 1. 光源发出的光经滤光片成为单色光, 单色光经过单缝后, 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. 图13－4－1 实验器材 双缝干涉仪(即: 光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃 屏), 测量头, 另外还有学生电源、导 线、刻度尺. 过程分析导引 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13－4－2所示. 图13－4－2 (2)接好光源, 打开开关, 使白炽灯正常发光. 调节各部件的高度, 使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏. (3)安装单缝和双缝, 中心位于遮光筒的轴线上, 使双缝和单缝的缝平行, 二者间距为几厘米, 这时, 可观察到白光的干涉条纹. (4)在单缝和光源间放上滤光片, 观察单色光的干涉条纹. 2. 测量单色光的波长 (1)调节测量头, 使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心, 记下手轮上的读数a1, 转动手轮, 使分划板向一侧移动, 当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条纹中心对齐时, 数据处理 误差分析 1. 双缝到屏的距离l的测量存在误差. 2. 测条纹间距Δx带来的误差: (1)干涉条纹没有调整到清晰的程度. (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度. (3)分划板刻线与干涉条纹不平行, 中心刻线没有恰好位于条纹中心. (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确, 此间距中的条纹数未数清. 注意事项 1. 双缝干涉仪是比较精密的仪器, 应轻拿轻放, 且注意保养. 2. 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、双缝平行且间距适当. 3. 光源灯丝最好为线状灯丝, 并与单缝平行且靠近. 4. 调节的基本依据是: 照在光屏上的光很弱, 主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致, 干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致, 故应正确调节. 实验典例探究 实验步骤的考查 例1 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件, 要把它们放在如图13－4－3所示在光具座上组装成双缝干涉装置, 用以测量红光的波长. (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、_______、_______、______、A. 图13－4－3 (2)本实验的实验步骤如下: ①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; ②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; ③用米尺测量双缝到屏的距离; ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离. 在操作步骤②时还应注意_______和________. 【解析】　(1)滤光片E是从白光中选出单色红光, 单缝屏是获取线光源,双缝屏是获得相干光源, 最后成像在 毛玻璃屏. 所以排列顺序为: C、E、D、B、A. (2)在操作步骤②时应注意的事项有: 放置单缝、双缝时, 必须使缝平行; 单缝、双缝间距离大约为5～10 cm; 要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上. 【答案】　见解析 实验数据的处理 例2 用某种单色光做双缝干涉实验时, 已知双缝间距离d＝0.25 mm, 双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由图中毫米刻度尺读出(如图戊所示), 实验 时先移动测量头(如图13－4－4甲所示)上的手轮, 把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示), 并记下螺旋测微器的读数x1(如图丙所示), 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读数x7(如图丁所示), 由以上测量数据可求该单色光的波长. 图13－4－4 图示中双缝的位置L1＝________mm, 毛玻璃屏的位置L2＝________mm, 螺旋测微器的读数x1＝________mm, 螺旋测微器的读数x7＝________mm.请用以上测量量的符号表示该单色光的波长________. 创新实验 例3 1801年, 托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年, 洛埃利用单面镜同样得