二、實驗器材雙縫干涉儀，即光具座、光源、單縫、雙縫、濾光片(紅、綠色各一片)、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭(目鏡、游標尺、分劃板、滑塊、手輪)，另外還有學生電源、導線、米尺．
一、實驗步驟1．將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如下圖所示．?2．接好光源，打開開關，使燈絲正常發(fā)光．3．調節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達光屏．4．安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10 cm，這時可觀察白光的干涉條紋．5．在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．
三、注意事項1．放置單縫和雙縫時，必須使縫平行，間距為5～10 cm.2．要保持光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上．3．測量頭的中心刻線要對應著亮(或暗)條紋的中心．4．要多測幾個亮紋(或暗紋)中心間的距離，再求Δx.5．調節(jié)的基本依據：照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般主要原因是單縫與雙縫不平行所致．
四、誤差分析1．(1)測雙縫到屏的距離L帶來的誤差，可通過選用mm刻度尺，進行多次測量求平均值的辦法減小誤差．(2)通過測量多條亮條紋間的距離來減小測量誤差．2．測條紋間距Δx帶來的誤差．(1)干涉條紋沒有調到最清晰的程度．(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心．(3)測量多條亮條紋間距離時讀數不準確．
類型一　實驗原理及操作【典例1】　在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示．(1)(多選)以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行了調節(jié)并觀察實驗現象后，總結出以下幾點：A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關D．干涉條紋間距與光的波長有關以上幾點中你認為正確的是________．
(2)當測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條刻度線時，手輪上的示數如圖乙所示，該讀數為________mm.?解析：固定刻度讀數為0.5 mm，可動刻度讀數為20.4，所以測量結果為0.5 mm＋20.4×0.01 mm＝0.704 mm.
(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)實際值．??解析：測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，由幾何知識可知測量頭的讀數大于條紋間的實際距離．
類型二　實驗數據處理和誤差分析【典例2】　(2024·廣東佛山統(tǒng)考期中)某學習小組利用雙縫干涉實驗測定光的波長，其實驗步驟如下：
(1)按圖1所示安裝實驗裝置，用白光光源照射單縫，調整儀器位置，獲得了清晰彩色條紋，如圖2a所示．
(2)在單縫前插入一塊________(選填“藍色”或“紅色”)濾光片，獲得藍色條紋，如圖2b所示；繼續(xù)在單縫后插入一塊________(選填“單縫”或“雙縫”)，獲得等寬藍色條紋，如圖2 c所示．解析：由題圖2b所示，在單縫前插入一塊藍色濾光片，獲得藍色條紋．繼續(xù)在單縫后插入一塊雙縫，會產生單色光的干涉現象，因此獲得等寬藍色條紋．
(3)獲得等寬條紋圖像后，測量頭零刻度時中心刻線恰好對準第1條亮紋中心，第1條到第7條亮條紋中心間的距離為x，如圖3所示，測量頭讀數為________mm.解析：由題圖3可知，固定刻度讀數為6 mm，可動刻度讀數為6.30×0.01 mm＝0.063 mm，因此測量頭讀數為6 mm＋0.063 mm＝6.063 mm.
(4)雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L，則被測定光的波長λ＝________(用d、L、x表示).
類型三　實驗創(chuàng)新應用【典例3】　某同學用圖甲所示的裝置測量激光的波長．將一束激光照在雙縫上，在光屏上觀察到圖乙所示的平行且等寬的明暗相間的條紋．該同學測得雙縫間距為d(每個縫的寬度很窄可忽略)，光屏到雙縫的距離為L，經測量得出5條亮條紋中心之間的距離為a，圖乙中的條紋是因為激光發(fā)生了______(選填“干涉”或“衍射”)現象而產生的，經計算該激光的波長為______．

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高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第一冊電子課本

第五節(jié) 用雙縫干涉實驗測定光的波長

版本： 粵教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第一冊

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