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)

2025-02-18
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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 $$

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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)
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