實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

實(shí)驗(yàn)十六用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)(同時(shí)練習(xí)使用測(cè)量頭)1.實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示，光源發(fā)出的光，經(jīng)過濾光片后變成單色光，再經(jīng)過單縫S時(shí)發(fā)生衍射，這時(shí)單縫S相當(dāng)于一個(gè)單色光源，衍射光波同時(shí)到達(dá)雙縫S1和S2之后，S1、S2雙縫相當(dāng)于兩個(gè)步調(diào)完全一致的單色相干光源，相鄰兩條亮(暗)條紋間的距離Δx與入射光波長(zhǎng)λ，雙縫S1、S2間距離d及雙縫與屏的距離l有關(guān)，其關(guān)系式為：Δx＝eq\f(l,d)λ，因此，只要測(cè)出Δx、d、l即可測(cè)出波長(zhǎng)λ.圖1兩條相鄰亮(暗)條紋間的距離Δx用測(cè)量頭測(cè)出.測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，如圖2所示.圖22.實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀，即：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)觀察雙縫干涉圖樣①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖3所示.圖3②接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.③調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿遮光筒軸線到達(dá)光屏.④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上，使單縫與雙縫平行，二者間距約為5～10cm.⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋.(2)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)①安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋.②使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，如圖4所示，記下手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第n條亮條紋，測(cè)出n條亮條紋間的距離a，則相鄰兩亮條紋間距Δx＝eq\f(a,n－1).圖4③用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏間距離l(d是已知的).④重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長(zhǎng)的平均值.1.數(shù)據(jù)處理(1)條紋間距的計(jì)算：移動(dòng)測(cè)量頭的手輪，分劃板中央刻線在第1條亮條紋中央時(shí)讀數(shù)為a1，在第n條亮條紋中央時(shí)讀數(shù)為an，則Δx＝eq\f(an－a1,n－1).(2)根據(jù)條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系Δx＝eq\f(l,d)λ得λ＝eq\f(d,l)Δx，其中d為雙縫間距，l為雙縫到光屏的距離.(3)測(cè)量時(shí)需測(cè)量多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值.2.注意事項(xiàng)(1)調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時(shí)，要注意調(diào)整光源的高度，使它發(fā)出的光束能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮.(2)放置單縫和雙縫時(shí)，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上.(3)調(diào)節(jié)測(cè)量頭時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線和亮條紋的中心對(duì)齊，記清此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線和另一亮條紋的中心對(duì)齊，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條亮條紋間的距離.(4)不要直接測(cè)Δx，要測(cè)多條亮條紋的間距再計(jì)算得到Δx，這樣可以減小誤差.(5)白光的干涉觀察到的是彩色條紋