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1、实验双缝干涉测定光的波长实验目的:了解光波产生稳定的干涉现象的条件;观察双缝干涉图样;测定单色光的波长。实验原理:单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)纹间的距离x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长之间满足 。实验器材:双缝干涉仪、米尺、测量头。实验步骤:(1)如图所示,把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上,筒的一端装有双缝,另一端装有毛玻璃屏;(2)取下双缝,打开光源,调节光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮;(3)放好单缝和双缝,单缝和双缝间距离约为5cm10cm,使缝相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上,这时在屏上
2、就会看到白光的双缝干涉图样;(4)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的双缝干涉图样;(5)分别改变滤光片和双缝,观察干涉图样的变化;(6)已知双缝间的距离d,测出双缝到屏的距离L,用测量头测出相邻两条亮(暗)纹间的距离x,由计算单色光的波长。为了减小误差,可测出n条亮(暗)间的距离a,则 ;(7)换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹间距的变化,并求出相应色光的波长。注意事项:(1)单缝双缝应相互平行,其中心位于遮光筒的轴线上,双缝到屏的距离应相等;(2)测双缝到屏的距离L可用米尺测多次,取平均值;(3)测条纹间距x时,用测量头则出n条亮(暗)间的距离a,再求出相邻的两条明(暗)纹间的距离,可以
3、减小误差 。0mm2530203521 (1)某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的波长,已知双缝间距为d,双缝到屏的距离为L,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐,并将该条纹记为第一亮条纹,其示数如图所示,此时的示数x1= mm。然后转动测量头,使分划板中心刻线与第n亮条纹的中心对齐,测出第n亮条纹示数为x2。由以上数据可求得该光的波长表达式= (用给出的字母符号表示)。 答: 0.776mm12在杨氏双缝干涉实验中,如果(B D)(A)用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹(B)用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹(C)用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩
4、色条纹(D)用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹解析:白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错;用红光作光源,屏上将呈现红色两条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,B对;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,C错;紫光作光源,遮住一条狭缝,屏上出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹,D对。13在用双缝干涉测光的波长的实验中,装置如图(4),双缝间的距离d=3mm(1)若测定红光的波长,应选用 色的滤光片,实验时需要测定的物理量有: 和 。04001001015201 2 3 4 5图(a)图(b)(2)若测得双缝与屏之间距离0.70m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转
5、动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察第1条亮纹的位置如图5(a)所示,观察第5条亮纹的位置如图5(b)所示,则可求出红光的波长= m.(保留一位有效数字)解;(1)红、 双缝到屏的距离L和n条条纹间距a。 (2)由读数得则由公式APs1s2s图中为“双棱镜干涉”实验装置,其中 s 为单色光源, A为一个顶角略小于180的等腰三角形棱镜,P为光屏。s位于棱镜对称轴上,屏与棱镜底边平行。调节光路,可在屏上观察到干涉条纹。这是由于光源s发出的光经棱镜作用后,相当于在没有棱镜时,两个分别位于图中s1和s2位置的相干波源所发出的光的叠加。(s1和s2的连线与棱镜底边平行。)已知s1和s2的位置可由其它实验方法确定,类比“双缝干涉测波长”的实验,可以推测出若要利用“双棱镜干涉”测量光源s发出的单色光的波长时,需要测量的物理量是: , 和 。答:s1与s2间的距离 s1(或s2)与光屏间的距离 干涉条纹间距