第13章 实验19 用双缝干涉实验测量光的波长-【名师大课堂】2025年高考物理艺术生总复习必备（word教师用书）

实验十九　用双缝干涉实验测量光的波长 一、实验目的 1．了解光波产生稳定的干涉现象的条件． 2．观察白光和单色光的双缝干涉图样． 3．测定单色光的波长． 二、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)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝. 三、实验器材 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学生电源、导线、刻度尺． 四、实验步骤 1．观察干涉条纹 (1)将光源、遮光简、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示． (2)接好电源，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的轴线到达光屏． (4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹． (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)使分划板中心线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2；将该条亮纹记为第n条亮条纹，则相邻两亮条纹间距Δx＝. (3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d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：Δx＝. 2．波长：λ＝Δx. 3．计算多组数据，求λ的平均值． 六、注意事项 1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养． 2．安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当． 3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近． 4．照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节． 七、误差分析 1．双缝到屏的距离l的测量存在误差． 2．测条纹间距Δx带来的误差 (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度． (2)误认为Δx为亮(暗)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． 　某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示．双缝间距d＝0.20 mm，测得屏与双缝间的距离L＝500 mm.然后，接通电源使光源正常工作： (1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为__1.11__cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67 cm，此时主尺上的__2.30__cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ＝__3.2×10-7__m； (2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有__减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离L__(至少写一条). 解析：(1)游标卡尺的读数为1.1 cm＋0.1 mm×1＝1.11 cm；若游标卡尺的读数为1.67 cm，此时主尺上的2.30 cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；条纹间距Δx＝cm＝0.08 cm，则根据Δx＝λ可得λ＝＝m＝3.2×10-7m. (2)若实验中发现条纹太密，即条纹间距太小，根据Δx＝λ可采取的改善办法有：减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离L. 学科网（北京）股份有限公司 $$