一轮学案第十四章实验15用双缝干涉测光的波长

知识教材梳理自主落实实验15用双缝干涉测光的波长

一、实验目的素养奠测定单色光的波长.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S

1、S2间距离〃及双缝与屏的距离/有关其关系式为A=2因此只要测X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、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510cm.〜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数清.考点突破素养提升考点一教材原型实验名师点拨典题印证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

①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；

②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；

③用米尺测量双缝到屏的距离；

④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

②时还应注意和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

0.700m,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510cm,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

37.0义

0.01mm.二者相加为

13.870mm,图乙中的读数为

2.320mm,所以Ax

13.870-

2.

320.-八=mm=

2.310mm.-------------------6—1

（4）根据A=4,得代入数据得2=

6.6XKPnm.X答案

（1）E、、B

（2）见解析

（3）

13.

8702.3104-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距Ax2相比，Axi（选填=”或“v）Ax.若实验中红光的波长为630nm,双缝与屏幕的距离为

1.00m,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.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解析由公式九可知.相邻亮条纹之间的距离为Ax=Axi1X2Ax

10.5mm=

2.1mm,双缝间的距离d=----------,代入数据得d=

0.300mm.△x答案

0.300。