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1、第五課時 用雙縫干涉實驗測定光的波長
課前預習
知識預覽
1.實驗目的
(1)會推導相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是Δx=
(2)觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣.
(3)測單色光的波長.
2.實驗器材
光具座、單縫片、雙縫片、濾光片(紅、綠色各一片)、遮光筒、光源、測量頭(目鏡、游標卡、分劃板、滑塊、手輪).
3.實驗原理
(1)如果雙縫光源的相位相同,雙縫到屏上任一點P的路程差Δx=nλ時,加強(亮條紋);Δx=(2n+1)時,減弱(暗條紋).屏上應出現(xiàn)明暗相間的條紋.
(2)光通過雙縫干涉儀上的單縫和雙縫后,得到振動情況完全相同的光,它們在雙縫后面空間互相疊加,
2、會發(fā)生干涉現(xiàn)象.若用單色光照射,在屏上會得到明暗相間的條紋;若用白光照射,可觀察到屏上出現(xiàn)彩色條紋.
(3)由公式λ=可計算波長.其中雙縫間距離d是已知的,雙縫到屏的距離可以用米尺測出,條紋間距Δx用測量頭測出.
4.實驗步驟
(1)按圖4-5-1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.
圖4-5-1
(3)使光源發(fā)光,在光源和單縫之間加紅(或綠)色濾光片,讓通過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,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
3、,同時調(diào)節(jié)手輪,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.
(5)將兩次手輪的讀數(shù)相減,求出n條亮紋間的距離a,利用公式Δx=a/(n-1),算出條紋間距,然后利用公式λ=Δx,求出此單色光的波長λ(d、L儀器中都已給出).
(6)換用另一濾光片,重復步驟(3)、(4),并求出相應的波長.
5.注意事項
(1)單縫、雙縫應相互平行,其中心大致位于遮光筒的軸線上,雙縫到單縫距離應相等.
(2)測雙縫到屏的距離L可用米尺測多次取平均值.
(3)測條紋間距Δx時,用測量頭測出n條亮(暗)紋間的距離a,求出相鄰的兩條亮(暗)紋間的距離Δx=.