1理解双缝缝干涉的原理，能安装和调试仪调试仪 器2观观察入射光分别为别为 白光和单单色光时时双缝缝干涉的图样图样 3掌握用公式x 测测波长长的方法第3讲 实验 用双缝干涉测光的波长双缝干涉仪，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 单单色光通过单缝过单缝 后，经经双缝产缝产 生稳稳定的干涉图样图样 ，图样图样 中相邻邻两条亮(暗)纹间纹间 距x与双缝间缝间 距d、双缝缝到屏的距离l、单单色光的波长长之间满间满 足dx/l.附：测量头的构造及使用如图图231甲所示，测测量头头由分划板、目镜镜、手轮轮等构成，转动转动 手轮轮，分划板会向左右移动动，测测量时时，应应使分划板中心刻度对齐对齐 条纹纹的中心，如图图231乙，记记下此时时手轮轮上的读读数两次读读数之差就表示这这两条条纹间纹间 的距离实际测实际测 量时时，要测测出n条明纹纹(暗纹纹)的宽宽度，设为设为 a，那么x 图231一、安装仪器1将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图图232所示2接好光源，打开开关，使白炽炽灯正常发发光调节调节 各部件的高度，使光源灯丝发丝发 出的光能沿轴线轴线 到达光屏3安装单缝单缝 和双缝缝，中心位于遮光筒的轴线轴线 上，使双缝缝和单缝单缝 的缝缝平行图232二、观察与记录4调单缝单缝 与双缝间缝间 距为为几厘米时时，观观察白光的干涉条纹纹5在单缝单缝 和光源间间放上滤滤光片，观观察单单色光的干涉条纹纹6调节测调节测 量头头，使分划板中心刻度线对齐线对齐 第1条亮条纹纹的中心，记记下手轮轮上的读读数a1，转动转动 手轮轮，使分划板向一侧侧移动动，当分划板中心刻度线线与第n条相邻邻的明条纹纹中心对齐时对齐时 ，记记下手轮轮上的刻度数a2，则则相邻邻两条纹间纹间 的距离x 7换换用不同的滤滤光片，测测量其他色光的波长长三、数据处理用刻度尺测测量出双缝缝到光屏间间的距离l，由公式 x计计算波长长重复测测量、计计算，求出波长长的平均值值1使用测测量头测头测 量a1、a2易出现误现误 差这样这样 造成了条纹间纹间 距x的误误差2用刻度尺测测量l时时，也容易出现误现误 差1实验时应调验时应调 整光源、单缝单缝 、双缝缝和光屏、测测量头头共轴轴，单缝单缝 和双缝缝安装时应竖时应竖 直且相互平行，遮光筒的轴线轴线 要与光具座导轨导轨 平行若不共轴轴或单缝单缝 与双缝缝不平行则则会引起干涉条纹纹亮度小，不清晰，不便于观观察和测测量2分划板上的刻线应线应 与干涉条纹纹的亮(暗)线线平行，否则则会增大测测量结结果的误误差3双缝缝、测测量头头安装到遮光筒上时时要装到底，使各部件的定位面紧紧密吻合，否则则影响测测量结结果【例1】 如图图233所示，在“用双缝缝干涉测测光的波长长”实验实验 中，光具座上放置的光学元件依次为为光源、_、_、_、遮光筒、光屏对对于某种单单色光，为为增加相邻邻亮纹纹(暗纹纹)间间的距离，可采取_或_的方法图233解析：做该实验时用单色光，应特别注意，是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏由条纹间距公式x 可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离答案：滤光片 单缝单缝 屏 双缝缝屏 增大双缝缝屏到光缝缝屏的距离 减小两缝间缝间 距离【例2】 现有毛玻璃屏A、双缝缝B、白光光源C、单缝单缝 D和透红红光的滤滤光片E等光学元件，要把它们们放在图图234所示的光具座上组组装成双缝缝干涉装置，用以测测量红红光的波长长(1)将白光光源C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顺顺序应为应为 C、_、A.图234(2)本实验实验 的步骤骤有：取下遮光筒左侧侧的元件，调节调节 光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴轴线线把屏照亮；按合理顺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轴线 上；用米尺测测量双缝缝到屏的距离；用测测量头头(其读读数方法同螺旋测测微器)测测量数条亮纹间纹间 的距离在操作步骤骤时还应时还应 注意_.(3)将测测量头头的分划板中心刻线线与某亮纹纹中心对齐对齐 ，将该该亮纹纹定为为第1条亮纹纹，此时时手轮轮上的示数如图图235甲所示然后同方向转动测转动测 量头头，使分划板中心刻线线与第6条亮纹纹中心对齐对齐 ，记记下此时图时图 235乙中手轮轮上的示数_ mm，求得相邻邻亮纹纹的间间距x为为_ mm.(4)已知双缝间缝间 距d为为2.0104 m，测测得双缝缝到屏的距离l为为0.700 m，由计计算式_，求得所测红测红 光波长为长为 _ nm.图235甲乙解析：(1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列顺序为：C、E、D、B、A.(2)在操作步骤时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为510 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上(3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm，图甲读数为2.320 mm，所以相邻条纹间距x mm2.310 mm.(4)由条纹间距离公式x 得： ，代入数值得：6.6107 m6.6102 nm.答案：(1)C、E、D、B、A(2)放置单缝单缝 、双缝时缝时 ，必须须使缝缝平行；单缝单缝 、双缝间缝间 距离大约为约为 510 cm；要保证证光源、滤滤光片、单缝单缝 、双缝缝和光屏的中心在同一轴线轴线 上(3)13.870 2.310 (4) 6.6102【例3】在利用双缝缝干涉测测定光波波长时长时 ，首先调节调节 光源、滤滤光片、单单缝缝和双缝缝的中心均位于遮光筒的中心轴线轴线 上，并使单缝单缝 和双缝竖缝竖 直并且互相平行，当屏上出现现了干涉图样图样 后，用测测量头头上的游标标卡尺去测测量，转动转动 手轮轮，移动动分划板使分划中心刻线线与某条明纹纹中心对齐时对齐时 (如图图236A所示)将此明纹记为纹记为 1，然后再转动转动 手轮轮，分划板中心刻线线向右移动动，依次经过经过 2、3明纹纹，最终终与明纹纹6中心对齐对齐 ，分划板中心刻线线与明纹纹1和明纹纹6对对齐时齐时 游标标卡尺示数分别别如图图236中B、C所示(游标标卡尺为为10分度)，则图B对应的读数为_m，图C对应的读数为_m用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00 cm，由双缝上标示获知双缝间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为_m.在实验中，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是_图236解析：图B对应读数为1.94102 m，图C对应读数为2.84102 m，根据公式x m6.00107 m若粗调后看不到干涉条纹，只看到一片亮区，则最可能的原因是单缝与双缝不平行答案：1.94102 2.84102 6.00107 单缝缝与双缝缝不平行点击此处进入 作业手册