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1、实验15用双缝干涉测光的波长知识素养奠教材梳理自主落实一、实验目的测定单色光的波长.实验原理如图所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍射，这时单缝S相当于一个单色光源，衍射光波同时到 达双缝S和S2之后，S、&双缝相当于两个步调完全一致的单色相干 光源，相邻两条亮（暗）条纹间的距离Ax与入射光波长九 双缝S1、S2间距离及双缝与屏的距离/有关其关系式为：Ax=2因此 只要测出Ax、d、/即可测出波长久两条相邻亮（暗）条纹间的距离Ax用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图所示.三、实验器材双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、
2、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺.实验步骤L观察双缝干涉图样（1）将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示.光源滤光片单缝双缝 遮光筒 屏(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遮光筒轴线到 达光屏.(4)安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为510 cm.(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.2 .测定单色光的波长(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亮条纹的中央，如图所示，记下手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分
3、划板中 心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第条亮条纹，测出条亮条纹间的距离”，则相邻两亮条纹间(3)用刻度尺测量双缝到光屏间距离/ (是已知的).(4)重复测量、计算，求出波长的平均值.五、数据处理(1)条纹间距的计算：移动测量头的手轮，分划板中央刻线在第1条亮条纹中央时读数为的，在第条亮条纹中央时读数为许，则以(2)根据条纹间距与波长的关系Ax=与得2=/，其中d为双缝 I间距，/为双缝到光屏的距离.(3)测量时需测量多组数据，求幺的平均值.六、注意事项(1)调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光 束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.(2)放置单缝和双
4、缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的 轴线上.(3)调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐,记清此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹 的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮 条纹间的距离.(4)不要直接测Ax,要测多条亮条纹的间距再计算得到Ax,这样 可以减小误差.(5)白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在 最外层.七、误差分析(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度.(2)误认为Ax为亮条纹的宽度.(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心.(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未
5、数清.名师点拨典题印证考点突破素养提升 考点一教材原型实验典例 现有毛玻璃屏工、双缝6、白光光源C、单缝。和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图甲所示的光具座上组装成 双缝干涉装置，用以测量红光的波长.(D将白光光源。放在光具座最左端，依次放置其他光学元件, 由左至右，表示各光学元件的字母排列最佳顺序应为 C、A.(2)本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光 筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位 于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距 离.在操作步骤时还应注意
6、和(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示.然后同方向转 动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图 丙中手轮上的示数为 mm,求得相邻亮条纹的间距Ax为mm.（4）已知双缝间距d为2.0Xl（T4m,测得双缝到屏的距离/为0.700 m,由计算式2=,求得所测红光波长为 nm.解析：（1）通过滤光片E获得单色光，通过单缝O获得线光源， 通过双缝6获得相干光源，故最佳顺序为C、E、。、B、A.（2）单缝和双缝间距为510 cm,使单缝与双缝相互平行.（3）题图丙中固定刻度读数为13.5mm,可动刻度读数为37.
7、0义0.01 mm.二者相加为13.870 mm,图乙中的读数为2.320 mm,所以Ax13.870-2.320.-八=mm = 2.310 mm.61（4）根据Ax=4,得代入数据得2=6.6 XKPnm.答案：（1） E、。、B（2）见解析 （3） 13.870 2.310(4) -Ax 6.6X102考点二实验拓展创新 典例 在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距1与绿光的干涉条纹间距Ax2相比，Axi（选填= ”或“v）Ax?.若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为mm.10.5解析：由公式Ax=九 可知Axi1X2.相邻亮条纹之间的距离为Axmm=2.1 mm,双缝间的距离d=,代入数据得d=0.300 mm.x答案： 0.300