内容正文:
实验16 用双缝干涉测光的波长
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一、实验目的
1.观察单色光的双缝干涉图样。
2.测定单色光的波长。
二、实验原理
如图甲所示,电灯发出的光,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S1和S2之后,再次发生衍射,S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源,透过S1、S2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加,S1、S2到屏上P点的路程分别为r1、r2,两列光波传到P的路程差Δr=|r1-r2|,设光波波长为λ。
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(1)若Δr=nλ(n=0,1,2,…),两列波传到P点互相加强,P点出现明条纹。
(2)若Δr=(2n+1) (n=0,1,2,…),两列波传到P点互相减弱,P点出现暗条纹。
这样就在屏上得到了平行于双缝S1、S2明暗相间的干涉条纹。相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ、双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关,其关系式为Δx= λ,因此,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。
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两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。如图乙所示。
转动手轮,分划板会左右移动。测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图丙所示),记下此时手轮上的读数为a1;再转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时,记下手轮上的刻度数a2,两次读数之差就是这两条相邻条纹间的距离,即Δx=|a1-a2|。
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三、实验器材
光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。
四、实验步骤
1.安装仪器。
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
(2)接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光。调节各部件的高度,使光源发出的光能沿轴线到达光屏。
(3)安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝的缝平行。
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2.观察与记录。
(1)调单缝与双缝间距为5~10 cm时,观察白光的干涉条纹。
(2)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。
(3)调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板向一