第四節(jié)　實驗：用雙縫干涉測量光的波長
課標定位學習目標：1.掌握用雙縫干涉測量光的波長的實驗原理并會測量單色光的波長．2．會推導亮條紋(或暗條紋)的間距公式．重點難點：1.測單色光的波長的實驗原理．2．根據(jù)測量的數(shù)據(jù)計算波長．
一、實驗目的1．了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件．2．觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣．3．測定單色光的波長．二、實驗原理1．相鄰亮紋(或暗紋)間的距離Δx與入射光波長λ之間的定量關(guān)系
如圖13－4－1所示，雙縫間距d，雙縫到屏的距離l.雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0.對屏上與P0距離為x的一點P，兩縫與P的距離PS1＝r1，PS2＝r2.在線段PS2上作PM＝PS1，則S2M＝r2－r1，因d?l，所以三角形S1S2M可看做直角三角形．
2．觀察雙縫干涉圖樣光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，單色光通過單縫后相當于線光源，經(jīng)雙縫后產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，通過屏可以觀察到明暗相間的干涉條紋，如果用白光通過雙縫可以觀察到______條紋．
轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會左、右移動．測量時，應使分劃板______________對齊某亮條紋(或暗條紋)的中心(如圖乙所示)，記下此時手輪上的讀數(shù)a1，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當分劃板中心刻線對齊另一相鄰的亮條紋(或暗條紋)中心時，記下手輪上的讀數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是相鄰兩亮條紋(或暗條紋)間的距離，即Δx＝|a1－a2|.
三、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．四、實驗步驟1．按圖13－4－3所示安裝儀器．
2．將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上．3．使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(或綠)色濾光片，讓光通過單縫后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測量頭，仔細調(diào)節(jié)目鏡焦距觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)．
4．加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調(diào)節(jié)手輪，使分劃板的中心刻線對齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動使分劃板移動，直到分劃板的中心刻線對齊另一條紋中心，記下此時手輪讀數(shù)和移過分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n.
一、注意事項1．放置單縫和雙縫時，必須使縫平行．2．要保證光源、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)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(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：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是因為單縫與雙縫不平行．
二、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(diào)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(shù)不準確．
(2011年黃岡高二期中)如圖13－4－4所示，在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，光具座上放置的光學元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各裝置的名稱依次是下列選項中的________．
A．a(chǎn)單縫、b濾光片、c雙縫、d光屏B．a(chǎn)單縫、b雙縫、c濾光片、d光屏C．a(chǎn)濾光片、b單縫、c雙縫、d光屏D．a(chǎn)濾光片、b雙縫、c單縫、d光屏對于某種單色光，為增加相鄰亮紋(或暗紋)之間的距離，可采用的方法是(任寫一種方法) ________．
【答案】　C　增加雙縫到屏的距離，也可以減小雙縫間距
在用雙縫干涉測光的波長實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上(如圖13－4－5甲)，并選用縫間距d＝0.20 mm的雙縫屏．從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L＝700 mm.然后，接通電源使光源正常工作．
(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同學調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學給各暗紋的編號，此時圖乙(b)中游標尺上的讀數(shù)x1＝1.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時圖丙(b)中游標尺上的讀數(shù)x2＝________mm；(2)利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得兩個相鄰亮紋(或暗紋)間的距離Δx＝________mm；這種色光的波長λ＝________nm.

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4 實驗：用雙縫干涉測量光的波長

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