no.35实验用双缝干涉测光的波长.doc

高二物理学案 编写：曹炳新 审稿： 牟佩芳 2010-5-12
NO.35 第十三章 光
第3节 实验：用双缝干涉测量光的波长
班级_______姓名________学号______
【实验目的】
用双缝干涉测定单色光的波长
【实验原理】
相邻两个亮纹的中心间距是，如果双缝间距d已知，只要测出双缝到屏的距离L，再测出相邻两个亮纹的中心间距△X，就可以计算出光的波长λ＝___________。
由于相邻两个亮纹的中心间距△X很小，不便于直接测量，我们使用带有螺旋测微器的测量头，测出n个亮条纹间的距离a，就可以求出△X＝___________。
最后计算出波长λ＝___________。
【实验器材】
双缝干涉仪、光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺、学生电源、导线
【实验步骤】
一、观察双缝干涉图样
步骤：
（1）参考P54图13.3-2，将光源、单缝、遮光管、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
（2）接好光源，打开开关，使灯丝正常发光；
（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）安装单缝和双缝，使双缝与单缝平行，二者间距约5-10 cm；
（5）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。
（6）那走滤光片，观察白光的干涉条纹。
I、分别观察红光和绿光干涉图样：
实验现象：
实验结论：
与课本第54页彩图13.3－3对照
II、对于同种色光，改变双缝间距d观察现象得出结论：
III、观察线状白光的干涉条纹，与课本56页图彩图对比，得出结论：
二、测定单色光的波长
步骤：
（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（记为第1条）亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移动，当中心刻线与第n条亮纹中央对齐，记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2，则相邻两条纹间的距离。
（3）用刻度尺测量双缝到光屏间距离L；
（4）用游标卡尺测量双缝间距d（这一步也可省去，d在双缝玻璃上已标出）；
（5）重复测量、计算，求出波长的平均值；
（6）换用不同滤光片，重复实验。
【注意事项】
（1）双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，要轻拿轻放，不要随便拆卸遮光筒，测量头等元件。
（2）滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘，要用擦镜纸轻轻擦拭，不用其他物品擦拭或口吹气除尘。
（3）安装时，要求注意调节光源、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）光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。
（5）实验中会出现像屏上的光很弱的情况.主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致；干涉条纹的清晰与否与单缝和双缝是否平行很有关系，所以应该正确调节。

【数据记录】
实验次数
双缝间距d(mm)
缝屏距离L(m)
第1亮纹手轮读数a1(mm)
第__亮纹手轮读数a1(mm)
相邻两亮纹间距ΔX(mm)
光的波长λ(m)
1

2

3

【当堂检测】
1、关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A 用白光做实验，屏上出现彩色条纹，说明不同色光也可以发生干涉
B 用白光做实验，屏上出现彩色条纹，说明不同色光的干涉条纹间距不同
C 用红、蓝两种滤光片分别挡住双缝中的一条缝，则屏上不会有亮光
D 用红、蓝两种滤光片分别挡住双缝中的一条缝，则屏上不会出现干涉条纹

2、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是（ ）
A 相邻干涉条纹之间的距离相等
B 中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C 屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大
D 所用光的波长越短，屏上条纹的间距越大

3、用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.3mm,以某种单色光照明双缝时,在离双缝1.2m远的屏幕上,用测量头测出10个亮条纹间的距离为22.78mm,求这种单色光的波长.

4、用双缝干涉测量光的波长的实验中，为什么不直接测量△x,而要通过测n个条纹的间距求出△x？

【课后练习】
1.某学生在观察双缝干涉现象的实验中，分别用红色、绿色、紫色三种单色光做实验，经同一干涉仪观察到如图所示的明显干涉条纹，那么甲、乙、丙依次表示的颜色是

乙
丙
甲

A.红色 绿色 紫色 B.红色 紫色 绿色
C.紫色 绿色 红色 D.绿色 紫色 红色

2.用图13.3-2的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.2mm，用的是绿色滤光片，在毛玻璃屏上可以看到绿色干涉条纹。
（1）毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直还是平行？
（2）如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？
（3）把绿色滤光片换为红色，相邻两亮条纹中心的距离增大了，说明哪种色光波长更长？
（4）如果改用间距为0.3mm的双缝，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？
（5）如果把灯泡与双缝间的单缝向双缝移近，相邻两亮条纹中心的距离是否变化？

3．如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．
1）图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、③、④分别是______、______、______．（选填单缝、双缝、滤光片）

2）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是=600mm，双缝之间的距离是=0.20mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如下图左图所示读数为x1．则示数x1=_____mm

0
10 15
0 5 10
25 30

然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数x2如上面右图所示．则示数x2=_____mm．
由此可以计算出相邻亮纹中心间距为_____mm.
写出本实验测量单色光的波长公式：λ=_______（用物理量、、x1 、x2表示）。带入数值计算得λ=_____________.
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